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"Dispositif pour rectifier les tourillons principaux et les tourillons de bielles de vilebrequins."
Cette invention concerne un dispositif ou une machine- outil destiné à la rectification de vilebrequins et permettant de rectifier aussi bien les tourillons principaux que les touril- lons de bielles par un seul centrage de la pièce à usiner, plu- sieurs meules pouvant être prévues pour permettre l'usinage si- multané de plusieurs ou de tous les tourillons.
Il est déjà connu de rectifier les tourillons de bielles individuels, par centrage du vilebrequin, à l'aide d'une meule
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qui suit d'une façon correspondante le mouvement excentrique du tourillon à usiner. Toutefois, le mouvement d'oscillation de la meule est emprunté dans ce cas directement au tourillon à recti- fier, ce qui entraîne plusieurs inconvénients. L'inconvénient le plus grave provient du fait que le mouvement oscillatoire, et de ce fait irrégulier, de la meule provoque des forces d'inertie qui ne peuvent être équilibrées et qui limitent la vitesse d'usi- nage et la précision.
Un autre inconvénient provient du fait que le mouvement oscillatoire de la meule se répercute immédiatement sur le tourillon à usiner, ce qui entraîne une déformation consi- dérable et surtout variable de la pièce à usiner pendant l'opéra- tion à cause des forces d'inertie variables. Un troisième défaut du dispositif connu réside dans ce fait que, si l'.obtention du mouvement oscillatoire de l'outil par un procédé de copie du tourillon à usiner permet il est vrai, grâce à un agencement ap- proprié du dispositif à copier, la rectification à une forme cir- culaire d'un tourillon ovale au début de l'opération, la position de son centre après la fin de l'opération de rectification dépend uniquement de la forme du to urillon avant l'usinage et ne peut être influencée par le réglage de la machine.
Ainsi, il n'est pas possible de rectifier la position d'un centre de tourillon si celle-ci est incorrecte avant l'usinage.
Par conséquent, le dispositif connu ne répond ni du point de vue vitesse de travail et par suite ; rendement, ni du point de vue précision, aux conditions d'une fabrication en série, et il est pour cette raison utilisé exclusivement pour effectuer les réparations.
Dans le dispositif suivant l'invention, le centre de la meule est soumis à un déplacement circulaire positif qui corres- pond à celui du centre du tourillon de bielle de façon à remédier entièrement aux inconvénients précités. Les masses du dispositif à rectifier, qui exécutent suivant l'invention un mouvement de
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rotation uniforme, peuvent être équilibrées complètement sans difficulté. Le mouvement de commande n'est pas emprunté à la pièce à usiner, ce qui exclut les influentes mutuelles entre l'outil et la pièce à usiner. Enfin, grâce au réglage continu aussi bien de la phase que de l'excentricité du centre de la meu- le, il est possible d'obtenir n'importe quelle position désirée du centre du tourillon à usiner, indépendamment de la forme et de la position de celui-ci avant l'usinage.
Par rapport aux machines à rectifier utilisant une meule à axe immobile, qui étaient employées exclusivement jusqu'ici pour la fabrication en série de vilebrequins, le dispositif sui- vant l'invention permet également d'obtenir un certain nombre d'avantages importants. Grâce au centrage de la pièce à usiner, on supprime les dispositifs qui étaient indispensables jusqu'ici pour un montage excentré. Pour la même raison, la pièce à usiner ne subit aucune contrainte provoquée par la force centrifuge, ce qui permet de choisir une vitesse de rotation plus élevée. En outre, on supprime la commande bilatérale de la pièce à usiner, qui était nécessaire jusqu'ici lors du montage excentré pour em- pêcher les déformations provoquées par le couple d'entraînement, ce qui simplifie la construction de la machine à rectifier et réduit son poids total.
Toutefois, l'avantage principal du dis- positif suivant l'invention est la possibilité d'usiner à la fois en une seule opération, plusieurs tourillons d'un vilebrequin ou la totalité d'entre eux, aussi bien pour les tourillons prin- cipaux que pour les tourillons de bielles.
En équipant en outre la machine de deux tables de montage alignées pouvant être amenées à volonté dans la position de tra- vail comme dans la réalisation ci-dessous, on peut contrôler pen- dant l'usinage d'une pièce à usiner la deuxième pièce déjà termi- née en la laissant dans sa position de serrage, pour l'échanger ensuite contre une autre pièce devant être usinée, ce qui réduit sensiblement la durée des opérations auxiliaires. Il devient
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ainsi possible, en utilisant par exemple une machine à quatre meules, de réduire à moins d'un quart par rapport aux machines connues le temps nécessaire à l'usinage des tourillons d'un vile- brequin à quatre coudes.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 est un schéma de principe du mode de fonction- nement.
La fig. 2 est un schéma de la commande du mouvement de la meule.
Les figs. 3 et 4 montrent, en élévation et en coupe par- tielle longitudinale, une simplification (construction simplifiée) de la commande et du montage de la meule.
Les figs. 5 et 6 montrent, en coupe longitudinale et en élévation, l'équilibrage du poids de la meule, qui tourne d'une façon excentrique.
Les figs. 7,8 et 9 montrent une machine à broche unique, vue de face, en plan et en profil.
Les figs. 10, 11 et 12 montrent un ensemble à quatre bro- ches lors de la rectification des tourillons d'un vilebrequin à quatre coudes.
Suivant la fig. 1, le vilebrequin à usiner tourne à une vitesse angulaire uniforme dans le sens de la flèche autour de son axe médian 1. Les flasques sont désignés par 2, tandis que 3 représente le tourillon devant être usiné à l'aide de la meule 4. Outre la position la plus avancée du tourillon 2 et de la meule 4¯ représentée en traits pleins, on a indiqué en traits mixtes deux autres positions qui sont atteintes respectivement après une rotation de la pièce à usiner de 120 et de 240 .
La broche porte-meule est entraînée par l'intermédiaire d'une courroie à partir d'un moteur (non représenté sur la fig.l).
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Elle est montée excentriquement dans une douille 6, de façon à présenter une excentricité e1, cette douille étant disposée à son tour avec une excentricité e, dans le tambour 1 tourillonné dans le support porte-meule. De cette façon, l'excentricité totale e de la broche porte-meule est la somme géométrique des excentrici- tés partielles e1 et e2. Lorsque celles-ci sont identiques (e1 = e2), l'excentricité totale e peut être réglée progressivement à partir de e1- e2 = O jusqu'à e1 + e2 = 2 r1, en faisant tourner la douille excentrique 6 dans le tambour 7. L'excentricité totale est réglée, d'une façon exposée plus loin, d'une manière telle qu'elle soit égale à l'excentricité du tourillon du vilebrequin à rectifier.
Le tambour 1 tourne en synchronisme et en phase avec le tourillon à rectifier, qui est ainsi usiné avec l'excen- tricité et la phase établies. Le diamètre usiné est déterminé par le réglage du support porte-meule sur la ligne reliant les centres du tambour 1 et de la pièce à usiner 1.
Dans la fig. 2 est montré comment est commandé le déplace- ment de la meule. Les références 1 à 7, ainsi que el, e2 et ± correspondent à la fig. 1. La fig. 2 montre, en outre, le moteur d'entraînement, monté dans le support. porte-broche et accouplé électriquement ou mécaniquement au dispositif d'entraînement de la pièce à usiner, tournant selon un synchronisme rigoureux. Ce moteur entraîne le tambour 7 tourillonné dans le support porte- meule 13 par l'intermédiaire du pignon 9 et de la roue dentée 10.
La même figure représente le dispositif servant au réglage conti- nu de l'excentricité de la meule. Ce réglage est effectué par la rotation relative de la douille excentrique 6 et du tambour 7, qui sont verrouillés l'un par rapport à l'autre pendant l'opéra- tion de rectification. Pour pouvoir effectuer ce réglage sans modifier la phase de l'excentricité résultante e, la douille ex- centrique 6 et le tambour 1 sont accouplés entre eux par un train planétaire 16, 17, 18 et 19.
Lorsqu'on bloque la roue à denture interne 16 du train planétaire dans le support porte-meule 13
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à l'aide du goujon d'arrêt 12 et du dispositif de blocage disposé à l'extérieur, à savoir de la denture de blocage 11, et qu'on fait tourner le tambour 1 par l'intermédiaire du volant 14 et du pignon 15, le dispositif de commande $ étant débrayé et le verrouillage entre la douille excentrique 6 et le tambour Y étant supprimé, la roue dentée 17 roule sur la denture interne immobile 16 de façon à provoquer, par l'intermédiaire de la roue intermédiaire 18 et de la denture 19, une rotation de la douille excentrique 6 en sens inverse et d'un angle double.
Etant donné que, comme déjà exposé ci-dessus, les excentricités e1 et e2 sont identiques, la direction de l'excentricité résultante reste inchangée, par application des lois géométriques.
Lorsque l'excentricité désirée est obtenue, le dispositif de verrouillage (non représenté) entre la douille excentrique 6 et le tambour 2 est embrayé et le goujon d'arrêt 12 est retiré.
En manoeuvrant maintenant le volant 14, le dispositif de commande 8 et 2. étant toujours débrayé, on peut déplacer angulairement le tambour 1 par rapport à la pièce à usiner, l'excentricité restant constante, de façon à permettre de régler la phase. Lorsque ce réglage est également terminé, on débraye, à l'aide d'un embrayage travaillant sans jeu, la commande manuelle 14 et 15 et on embraye le dispositif de commande par moteur 8, 9. L'ensemble est alors prêt à fonctionner.
On a représenté sur la fig. 3 une coupe longitudinale du montage de la broche porte-meule,, montrant la broche porte-meule 5, la douille excentrique 6 et le tambour 7, ainsi que leurs pa- liers 20 et 21 prévus dans le support porte-meule 13 (Fig. 2).
En outre, la fig. 3 montre la poulie de commande 26 de la meule 4, ainsi que la courroie 24.
Dans la fig. 4 est représenté en élévation le dispositif de commande de la meule, les références 1 à 7 correspondant aux figures précédentes. Le moteur d'entraînement 22 est monté dans
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le support porte-meule 13 (Fig. 2) d'une manière fixe, de façon à ne pas participer au déplacement de la meule 4. La transmission de la force à partir du moteur immobile à la broche porte-meule 5, qui tourne en synchronisme avec le tourillon 3 à usiner, est obtenue, au moyen de deux transmissions par courroies 23 et 24.
La poulie d'entraînement 25 est montée sur l'arbre du moteur, tan- dis que la poulie entraînée 26 est disposée sur la broche porte- meule 5. La poulie de renvoi 27, qui reçoit les deux courroies 23 et 24, est guidée par deux bras pivotants 28 et 29, tourillon- nés sur l'arbre du moteur 22 et sur la broche porte-meule 5 respec- tivement. On obtient de cette façon une longueur des deux trans- missions par courroies indépendante du déplacement de la broche porte-meule 5.
Le montage de la broche porte-meule est étudié de telle façon que les masses excentrées en rotation, à l'exception de la meule, soient entièrement équilibrées indépendamment de l'amplitu- de des excentricités obtenues.
L'équilibrage du poids de la meule tournant d'une façon excentrique qui varie suivant le diamètre et la largeur de celle- ci, est assuré par le dispositif représenté sur les figs. 5 et 6.
Les références 4. à 7 ainsi que 21 et 22 correspondent aux figures précédentes. Une bielle 30 est tourillonnée sur la broche porte- meule , l'extrémité supérieure de cette bielle étant articulée sur le levier à deux bras 31. Le second bras du levier à deux bras 31, qui est tourilloné dans le support porte-meule 13 (Fig. 2), est étudié de telle façon que son bras de levier efficace, c'est- à-dire la distance entre l'écrou mobile 32 et de l'axe du levier, puisse être modifié en faisant tourner la broche 33 à l'aide des pignons coniques 34 et 35 et du volant 36.
L'écrou mobile est sou- mis à l'action du ressort de compression 37, dont l'autre extrémi- té prend appui sur le support porte-meule 13 (Fig. 2), la ten- sion de ce ressort étant calculée de manière à équilibrer le poids de la meule 4¯ suspendue à la bielle 30. L'adaptation au poids variable de la meule 4. est obtenue par la variation du bras
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de levier efficace du ressort de compression à l'aide du volant 36, une graduation (non représentée), associée au volant permettant de lire le poids réglé.
Dans les figs. 7, 8 et 9 est représentée de face, en plan et de profil respectivement, une machine-outil équipée du disposi- tif suivant l'invention. La table de montage 39 portant la poupée fixe 40 et la poupée mobile 41 est disposée sur le banc 38 de ma- nière à pouvoir être déplacée dans le sens longitudinal. Un volant 42 et un second volant 43 permettent d'assurer le déplacement lon- gitudinal de la pièce à usiner 44. serrée entre les poupées fixe et mobile, ainsi que le régl age de la meule 4. La meule 4 est montée sur le support, porte-meule 13, qui est immobile, tandis que la meule 4. se déplace de la façon exposée ci-dessus.
Le support porte-meule 13 est disposé sur un socle cunéiforme 45, de sorte que son réglage s'effectue suivant une ligne oblique dirigée vers le bas, pour réduire au maximum là hauteur des pontes des poupées fixe et mobile, de façon à rendre la machine aussi stable que possible.
Dans les figs. 10, 11 et 12 est représenté de face, en plan et de profil respectivement, à titre d'exemple d'une machine à rectifier les vilebrequins multiples destinée à la fabrication en série de vilebrequins, un dispositif permettant l'usinage de quatre tourillons en une seule opération. En avant et derrière le banc de la machine, sont prévus deux supports porte-meule 13, 13a, 13b, et 13c, en utilisant également des guides inclinés pour réduire autant que possible la hauteur des pointes des poupées fixe et mobile et la largeur du banc de la table de montage. Les blocs de rectification sont indépendants les uns des autres, de façon à pouvoir être réglés individuellement aussi bien en ce qui concerne l'excentricité totale e à adapter au rayon du vilebre- quin que la phase.
Dans les figs. 10, 11 et 12 sont montrées deux tables de montage alignées, ce qui permet de plàcer deux poupées fixes 40
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et 40a et deux poupées mobiles 41 et 41a, ainsi que deux pièces à usiner 44 et 44a. Il est ainsi possible, pendant l'usinage d'un vilebrequin, de contrôler le deuxième vilebrequin déjà rectifié dans sa position de serrage, et de l'échanger contre une autre pièce à usiner sans perte de temps. Lorsque la rectification du vilebrequin en cours d'usinage est terminée, le vilebrequin suivant, qui avait été serré entre-temps, est amené dans la position de travail par un simple déplacement longitudinal des tables.
Il va de soi que sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux réalisations qui viennent d'être décrites.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif pour rectifier les tourillons principaux et les tourillons de bielles de vilebrequins, la pièce à travailler tournant pendant la rectification autour de l'axe des tourillons principaux, caractérisé en ce que le centre du tourillon à recti- fier sur la pièce à usiner et le centre de la meule exécutent des mouvements identiques.