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" Procédé de montage des vilebrequins sur les machines rectifier, dispositif et appareil à centrer utilisés pour l'application de ce procédé."
La présente invention a pour objet un procédé de meulage des tourillons de vilebrequins, ainsi que les disposi- tifs mécaniques et les appareils accessoires correspondants pour effectuer le montage de la pièce à usiner dans une machine à reotifier les vilebrequins.
Les machines à rectifier les vilebrequins sont généralement constituées par une table pouvant coulisser longi- tudinalement sur un banc ou dans une glissière rectiligne cor- respondante, exactement dressée, table qui porte à une extré- mité une poupée de tour appelée aussi poupée à toc ou plateau d'entraînement, portant l'une des extrémités du vilebrequin au moyen d'un plateau ou d'un dispositif de montage et lui impri- mant un mouvement de rotation, et à l'autre extrémité, une poupée mobile, appelée aussi poupée d'appui ou poupée courante, qui porte l'autre extrémité du vilebrequin pendant le meulage, également au moyen d'un plateau ou d'un dispositif de montage.
Un mouvement de va-et-vient peut être imprimé à la table et aux deux poupées, ainsi qu'au vilebrequin tournant monté entre celles-ci, par rapport au mécanisme de meulage , qui est géné- ralement monté sur une pièce rapportée ou sur un support corres- pondant relié au banc et de telle manière que l'outil de recti- fication puisse être rapproché et écarté de l'axe de rotation de la pièce, et que sa position puisse être réglée très exactement par rapport à cet axe.
L'outil de rectification peut être une meule ordinaire à meulage de voie( meulage périphérique) ou une meule dite de tête à meulage par surface frontale, ou un autre outil de meulage quelconque pouvant passer entre les bras du vilebrequin et dont la position puisse être réglée très exacte- ment par rapport à l'axe de rotation commun des plateaux ou des dispositifs de montage correspondants, dans lesquels le vile- brequin est immobilisé. Cet axe de rotation, qui devient en somme l'axe de la surface formée par le meulage sur le touril- lon, sera appelé plus loin, par abréviation, la "ligne de pointes", mais elle n'a pas besoin d'être matérialisée sur la machine par des pointes ou centres matériels analogues.
On entend donc simplement par ligne de pointes, l'axe de rotation géométrique de la pièce tournante, axe qui est déterminé par la poupée de montage de la machine.
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Le procédé utilisé jusqu'ici pour le montage d'un vilebrequin, dont il s'agit de rectifier les tourillons de bielles est basé sur l'emploi de deux gabarits de centrage montés chacun sur leur plateau, au moyen d'un chariot coulis- sant radialement. Les tourillons extérieurs principaux du vilebrequin sont montés dans ces gabarits de centrage, après quoi l'on centre aussi exactement que possible, par rapport à la ligne de pointes, par un déplacement radial des gabarits de centrage et par rotation du vilebrequin dans ces gabarits, les tourillons des bielles qui doivent être rectifiés dans le mon- tage en question.
Ce procédé est extrêmement long et compliqué, no- tamment pour les opérations de rectification pour des répara- tions de vilebrequins, sur lesquels on ne doit généralement meuler les tourillons qu'autant qu'il est nécessaire pour sup- primer l'ovalisation due à l'usure.
Les gabarits de centrage ne peuvent être réglés d'avance sur le rayon exact du vilebrequin , d'une part, parce qu'il est difficile d'effectuer avec toute la précision néces- saire le réglage radial des gabarits de centrage sur les pla- teaux et, d'autre part et notamment, parce qu'en réalité, le rayon du vilebrequin est inconnu en raison de l'usure des tou- rillons de bielles. On est donc obligé de se contenter d'un réglage préalable relativement grossier, puis d'examiner, par des mesures de contrôle constantes effectuées au moyen du compara- teur, le faux-rond de rotation des tourillons de bielles, pour réduire ce faux-rond le plus possible par des améliorations continuelles de la position des gabarits de centrage sur les plateaux et de la position du vilebrequin dans les gabarits de centrage.
Il faut aussi veiller à ce que les deux gabarits de centrage soient règles en position exactement à la même distance de la ligne de pointes, et exactement dans le même plan radial car, autrement, on fausserait le montage du vile- brequin, ce qui rendrait tout-à-fait illusoire la précision avec laquelle la rectification elle-même est effectuée. Il est nécessaire, pour la même raison, de dégager complètement les deux gabarits de centrale entre deux correetions successives du réglage de la position, opération pendant laquelle on ris- que un glissement du vilebrequin, ce qui anéantirait tout le réglage effectué jusqu'alors.
Le fait que le vilebrequin n'est supporté qu'à ses extrémités pendant tout le travail de rectification, est aussi défavorable parce que la flèche produite par le poids propre du vilebrequin fausse les indications du comparateur ; il en résulte alors un défaut de précision non calculable, lorsque le vilebrequin est monté pour rectification dans les lunettes usuelles de meulage.
Ces inconvénients se font sentir aussi dans la rectification des vilebrequins neufs, bien qu'à un degré moindre, car on peut économiser dans ce cas, du fait que le meulage peut être effectué en série, une partie du travail de réglage, celle qui a pour objet le réglage radial des gabarits de centrage, ce réglage étant le même pour tous les vilebre- quins neufs de même modèle. Cependant,il n'est pas possible de supprimer ou de simplifier notablement dans le travail de production, le réglage en position du vilebrequin par un mou- vement angulaire, par rapport aux gabarits de centrage et par la surveillance minutieuse du dit vilebrequin,en vue d'éviter tout faux montage ou toit gauchissement, et il en est de même pour les inconvénients provenant de la flexion du vilebrequin.
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Tous ces inconvénients se trouvent supprimés par le procédé conforme à l'invention, qui permet de réduire à une petite fraction du temps indispensable dans les procèdes usuels, le temps nécessaire pour effectuer un montage et un centrage précis des vilebrequins, ce procédé consistant à cen- trer d'abord les tourillons de bielles à rectifier dans le montage conforme à l'invention, indépendamment des plateaux de poupée, ou des dispositifs de montage correspondants, c'est- à-dire sans que le vilebrequin y soit fixé, ce centrage étant tel que l'axe du vilebrequin coïncide avec la ligne de pointes, et ce n'est que lorsque cette opération a été effectuée que l' on fixe les tourillons extérieurs principaux auKplateaux,
ou aux dispositifs de montage dans leur position déterminée par le centrage des tourillons de bielles.
Dans le procédé conforme à l'invention,au lieu de fixer d'abord le vilebrequin aux plateaux, puis de corriger la fixation jusqu'à ce que les tourillons de biellessoient centrés, on procède donc en sens inverse, et l'on centre les tourillons de bielles par des moyens quelconques par rapport à la ligne de pointes. Il en le suite que les tourillons exté- rieurs principaux viennent occuper automatiquement une posi- tion telle par rapport aux dispositifs de montage qu'àprès fixation sur ces dispositifs, ils n'exigent plus la moindre correction de leur position.
La seule chose à laquelle il soit nécessaire de veiller, c'est qu'il ne se produise aucun gauchissement involontaire au moment de la fixation des tou- rillons principaux, ce résultat peut d'ailleurs être obtenu automatiquement comme on le verra plus loin, à l'aide d'un dispositif adapté à la machine et qui fait partie de la pré- sente invention.
Suivant un mode d'application pratique du procédé objet de l'invention, on effectue le centrage des tournions de bielles au moyen de plans, faisant des angles entre eux, on fait coïncider les points d'intersection des bissectrices de ces angles avec la ligne de pointes, au moyen du surfaces d'appui, aménagées sur la machine et on appuie sur ces plans la périphérie des tourillons. On obtient ainsi, premièrement, un centrage très rapide et sur, pour lequel on a besoin ni de comparateur, ni d'autre outil de centrale et qui n'exige pas par conséquent, d'ouvriers particulièrement qualifiés; il est en outre possible, si on le désire, d'effectuer.' le cen- trage de façon que, lorsqu'il s'agit d'un travail de sépara- tion, la ligne de centrage primitive du tourillon ne soit pas déplacée par le meulage.
En effet, l'usure d'un tourillon de bielle est limitée à une très petite partie du pourtour de ce tourillon, partie qui fait un angle déterminé par rapport au rayon suivant lequel est dirigée la manivelle correspondante et il est par conséquent facile, au moment du centrage, de mettre en contact avec les plans de centrage, les parties non usées du pourtour du tourillon.
On peut donc rectifier le nou- veau tourillon avec la même ligne de pointes que le tourillon primitif ou donner au vilebrequin une position telle que le meulage enlève le moins de matière possible, c'est-à-dire que le meulage soit effectué sur le cercle inscrit dans le touril- lon usé( cercle intérieur). des tourillons
Pour effectuer le centrage des,tourillons de bielles, il convient d'utiliser, conformément à l'invention, des chevalets de centrage présentant chacun deux fourches de centrage dirigées transversalement, l'une vers l'autre, et dans lesquelles on pose les tourillons, de façon que leurs axes...
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coïncident automatiquement avec la ligne de jonction''de points d'intersection des bissectrices des angles des deux fourohes de chaque chevalet, après quoi on monte, les che- valets de centrage sur la machine à rectifier aveo le vile- brequin qu'ils portent, ce montage étant obtenu au moyen de surfaces d'appui solidaires des fourches de centrage, paral- lèles aux bissectrices des angles de ces fourches et coopé- rant avec des surfaces d'appui correspondantes aménagées sur la machine à rectifier, de façon que les points d'intersec- tion des bissectrices coïncident automatiquement avec la ligne de pointes.
Le cas échéant, le vilebrequin peut être monté sur les fourches de centrage des chevalets de centrage préalable- ment à sa mise en place sur la machine à rectifier, le travail de centrage pouvant ainsi être commencé pendant que la machine est encore occupée pour la rectification précédente, et per- met ainsi d'augmenter encore le rendement de la machine rectifier qui est fort coûteuse.
L'invention comprend,aussi des dispositifs adap- tés aux machines à rectifier les vilebrequins pour l'applica- tion du procédé en question, ces dispositifs peuvent être des parties plus ou moins intégrantes de la machine, ou bien, ils peuvent etre des accessoires adaptés à une machine à rectifier les vilebrequins, qui a été construite en vue de l'application du nouveau procédé, ou bien des accessoires au moyen desquels des machines à rectifier les vilebrequins déjà existantes, peu- vent 'être utilisées pour l'application du nouveau procédé, le cas échéant, après de petites modifications.
Ces dispositifs ou accessoires conformes à l'in- vention sont constitués par des moyens permettant le centrage, indépendamment des plateaux ou dispositifs de montage, des tou- rillons de bielles se trouvant sur le même rayon de manivelle, de façon que leur axe coïncide avec la ligne de pointes de la machine à rectifier, ainsi que par des moyens pour la' fixation subséquente des tourillons extérieurs principaux aux plateaux ou aux dispositifs de montage, dans la position déterminée par le centrage de base des tourillons de bielles.
Les moyens servant à fixer les tourillons prin- cipaux aux plateaux ou aux dispositifs de montage peuvent être de tous types connus en eux-mêmes; il est seulement nécessaire qu'ils permettent d'assurer un montage et une fixation parfaite inébranlable et sans gauchissement des vilebrequins, ni autre déréglage de son centrage par rapport à la ligne de pointes.
Suivant un mode de réalisation pratique de l'invention, ces moyens de fixation sont constitués par une chape de serrage, ou par un dispositif de serrage analogue, constitué de façon à pouvoir être fixé d'abord au tourillon principal, puis au plateau, ou au dispositif de montage dans la position déter- minée par la fixation au tourillon principal.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, un dispositif de fixation de ce genre peut être constitué par deux chariots, dont l'un est commandé, quant à son mouvement coulissant, dans une rainure entièrement ou sensiblement radiale, pratiquée dans le plateau, ou dans un support correspondant adapté à la broche de la pou- pée de montage, tandis que l'autre chariot peut coulisser trans- versalement à cette rainure, dans une rainure du premier chariot et porte le dispositif de serrage du tourillon principal; un mécanisme de serrage constitué avantageusement par un boulon traversant les deux chariots, permet d'immobiliser les deux chariots l'un sur l'autre et par'rapport au plateau ou support correspondant.
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Les organes de oentrage des tourillons de bielles sont constitués, dans un mode de réalisation pratique de l'invention, par deux jeux de surfaces angulaires transver- sales, par exemple. deux fourches de centrage dont les bissec- trices sont respectivement parallèles à l'une des surfaces d'appui des ohevalets de centrage et à une distance de cette surface d'appui égale à celle de la ligne de pointes à la surface d'appui correspondante de la table.
Les moyens de contrage peuvent être constitués, conformément à l'invention, par un appéàreµ1 de centrage, formé de deux chevalets composés chacun de.deux parties por- tant chacune une fourche de centrage, les bissectrices de ces deux fourches se ooupant et se truuvant de préférence l'une dans le plan horizontal et l'autre dans le plan vertical,ces fourches pouvant être déplacées l'une par rapport à l'autre parallèlement à leurs bissectrices, de façon que l'on puisse appliquer leurs deux branches simultanément sur le pourtour du tourillon, quelque soit le diamètre de celui-ci, puis les fixer l'une par rapport à l'autre.
Suivant un mode de réalisation pratique de l'appa- reil de centrage conforme à l'invention, chaque chevalet com- prend une partie présentant une surface d'appui destinée au montage sur la table de la machine à rectifier, et portant une fourche de centrage fixe, dont la bissectrice, qui est parallèle à la surface dressée de la table, se trouve à la même distance de la surface @ de la table, que la ligne de pointes, ainsi qu'une partie reliée à la première, pouvant coulisser parallèlement à la surface dressée de la table, et portant une fourche de centrage pouvant coulisser transversa- lement, de préférence verticalement par rapport à la surface dressée de la table, et dont la bissectrice est parallèle à la direction du déplacement, cette fourche présentant une surface d'appui parallèle à cette direction et dont la dis- tance,
à la bissectrice mentionnée, est égale à la distance entre la ligne de pointes et l'arête latérale dressée ou une surface de réglage de la table parallèle à cette arête.
Le procédé de montage, les dispositifs et appa- reils à centrer, objet de l'invention, sont décrits ci-après en détail avec référence auxdessins annexes, dans lesquels: fig.I.est une vue en élévation de profil, partiel- lement schématique, d'un mode de réalisation d'un chevalet de centrage pour l'application du procédé conforme à l'invention.
.Fig.2.représente ce chevalet vu de gauche;
Fig.3. est une coupe par la ligne 111-111, de fig.I ;
Fig.4. est un plan de ce chevalet; Fig.5. est une vue partiellement schématique, d'un plateau portant un dispositif de fixation pour l'application du procédé conforme à l'invention.
Fig.6. est une élévation de profil de ce plateau.
Fig.7. est un plan du plateau de fig.5.
Le Chevalet de centrage représenté aux fig. I à 4, est constitué par deux parties 1 & 2, et il est destiné à être monté sur la surface dressée de la table non représentée, de la machine à rectifier, au moyen des surfaces d'appui, 21 & 22, de la partiel'. La partie I porte une fourche de centrage 16, fixée à demeure,et dont la bissectrice est exactement parallèle au plan déterminé par les surfaces d'appui 21 & 22 et se trouvent à une distance de ce plan qui est exactement égale à la distance entre la ligne de pointes de la machine , meuler et la surface dressée de la table. Cette distance, qu'on appelle la hauteur...
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de centres, est désignée par H dans ,Le dessin.
La partie 2 est montée coulissante sur la partie 1 au moyen d'un assemblage 13 à rainure et languette, exac- tement parallèle au plan des surfaces d'appui 21, 22, et elle porte une fourche de centrage 7 coulissant perpendiculaire- ment à ce plan, et guidée à frottement doux dans un évidement de la partie 2, la bissectrice de cette fourche étant rigou- reusement perpendiculaire au plan des surfaces d'appui 21,22.
En outre, la partie présente une surface d'appui 4 qui est rigoureusement parallèle à la bissectrice de l'angle'de la fourche 7 et dont la distance B à cette bissectrice est exac- tement la même que la distance entre la ligne de pointes et l'arête latérale dressée de la table ou une surface d'appui parallèle à la table se trouvant sur celle-ci. Un boulon de serrage 14 traverse la partie 2, passe à travers une fente longitudinale 8 pratiquée dans la fourche 7, et à travers une fente longitudinale 23 normale à la fente 8 pratiquée dans la partie I,et porte un écrou de serrage 15 de l'autre côté de cette partie.
La partie 2 porte un bout d'axe 12 sur lequel est monté un levier a deux bras, 11 dont l'un des bras constitue une poignée de manoeuvre, tandis que l'autre bras s'engage sous un bout d'axe porté par la fourche 7, et sort par une fente 6 pratiquée dans la partie 2.
Une rainure inclinée 5 pratiquée dans la partie inférieure de la pièce 2, sert de logement à un boulon non représenté, et dont la tete se trouve dans une rainure incli- née en T, pratiquée dans la table de la machine à rneuler. Une surface d'appui 3 s'appliquant sur la surface supérieure de la table est pratiquée sur la face inférieure de la partie 2, prés de la rainure 5.
La partie 1 possède, à sa partie supérieure, une rainure ouverte, dans laquelle est logé un boulon 17,portant un doigt de fixation 18, et un écrou 19, sous lequel se trouve un anneau 20, taillé en biais et s'appliquant sur une surface oblique correspondante, ménagée à la partie supérieure de la partie I.
Pour effectuer le centrage, on utilise deux che- valets de centrage et l'on procède de la façon suivante:
On place les chevalets de centrage sur la table de la machine à rectifier ou sur une surface dressée correspon- dante, puis on place le vilebrequin par deux des tourillons de bielles, qu'il s'agit de rectifier, dans le chevalet cor- respondant sur les fourches de centrage horizontales 16, en faisant descendre les fourches de centrage verticales 7, jus- qu'à leur position inférieure, les boulons 17 et les doigts de manoeuvre 18 étant enlevés. On met ensuite les boulons 17 en place, ces boulons pouvant être placés par en-dessus dans les rainures ouvertes par le haut, et l'on serre les écrous 19.
Les doigts de fixation 18 sont ainsi serrés sur les tourillons de bielles indiqués en 9 dans le dessin, et les introduisent dans les fourches 16, ces boulons ne pouvant pas basculer et sortir des rainures à cause de l'engagement des anneaux 20, sous la surface oblique des parties I.
Somme les tourillons de bielles sont serrés dans les fourches et appliquéssur les deux branches de celles-ci, leur ligne de centre coïncidera, par suite de lois géométriques bien connues, avec la bissectrice des fourches et elle se trouvera donc automatiquement placée à la distance exacte H du plan des surfaces de réglage 21,22.
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On abaisse ensuite la poignée des bras de leviers II, ce qui a pour effet de soulever la fourche de centrale verti- cale, qui vient ainsi en contact avec le tourillon 9 et se déplace latéralement jusqu'à ce que ses deux branches s'ap- pliquent sur le tourillon. Pendant ce déplacement latéral, la partie 2 suit le mouvement, étant commandée par l'assemblage à rainures et à languettes 13.
Lorsque les deux fourches 7 s'appliquent.par leurs branches sur les tourillons immobilisés dans les fourches 16, on serre les écrous 15 de façon à immo- biliser les deux parties des chevalets de centrage, l'une par rapport à l'autre.L'axe des tourillons coïncide alors exacte- ment avec la ligne d'intersection S des plans des bissectrices des fourches, et il se trouve donc exactement aux distances H & B, par rapport aux surfaces de réglage 21, 22 & 4 .On voit donc qu'en appliquant les chevalets avec les vilebrequins qu'ils portent sur la table de la machine à rectifier de façon que les surfaces d'appui mentionnées s'appliquent sur des sur- faces d'appui correspondantes de la table, on fait coïncider exactement l'axe des tourillons 9 avec la ligne de pointes de la machine.
Cela fait, il ne reste plus qu'à fixer solidement les tourillons extérieurs principaux aux dispositifs de mon- tage des poupées dans la position qui leur a été donnée par le centrage des tourillons de bielles. A cet effet, on utilise par exemple,le type de plateau représenté dans les figures 5 à 7, avec les chapes de serrage correspondantes.
Dans ces figures, 24 désigne un plateau monté sur l'axe, non représenté, de la poupée de montage, et pourvu d'une rainure diamétrale en T 25; un boulon 26 portant un écrou 27, est engagé dans cette rainure en T. Ce boulon traverse un chariot 28 coulissant dans la rainure en T en étant guidé par une languette et portant un autre chariot 30, guidé par une rainure et une languette 31, et coulissant danle premier chariot, perpendiculairement à la languette de guidage 29.
Le chariot 30 porte une ohape de serrage 33, pouvant être assujettie au moyen de boulons de serrage articulés coopérant avec des oels ouverts, autour du tourillon principal 34, qui est indiqué sohématiquement.
La fixation du tourillon principal est effectuée de la façon suivante. Après le centrage des vilebrequins, on fait tourner le plateau et l'on déplace les chariots, de façon que le tourillon extérieur principal 34 s'engage dans la chape de sarrage 33, que l'on assujettit ensuite fortement autour du tourillon principal. Cela fait, on serre l'écrou 27 de'façon à fixer les chariots fortement l'un sur l'autre et sur le plateau, et, lorsque ceci a été fait aux deux extrémités du vilebrequin, on peut enlever les organes de centrage et oom- mencer le meulage après avoir effectué l'équilibrage nécessaire comme d'habitude, par exemple, par l'application de contre- poids sur la partie libre des plateaux.
Comme le montre la figure 7, le boulon 22 peut avoir un certain jeu dans l'un des ohariots ou dans les deux, ce qui empêche tout gauchisse- ment du vilebrequin, au moment du serrage de l'écrou 27.
On a supposé dans l'exemple décrit, que la table de la machine à meuler est horizontale; c'est pourquoi on utilise deux fourches de guidage, dont l'une est verticale et l'autre horizontale, cela n'est pas nécessaire, les four- ches de centrage peuvent avoir d'autres positions, suivant la position de la surface supérieure de la table, l'une de ces fourches devant être placée de façon que sa bissectrice..
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soit parallèle à cette surface , tandis que la bissectrice de l'autre fourche doit couper celle de la première , mais non forcément à angle droit .
Les détails des chevalets de centrage dcrits et repréL sentés peuvent être exécutes d'autres façons analogues et les organes de centrage ne sont pas nécessairement constitués par des chevalets destines à être montés sur la table de la machi- ne à meuler . La seule chose essenticlle ,c'est qu'on utilise des organes simples et dont le bon fonctionnement soit assuré pour centrer rapidement les tourillons de bielles par rapport a la ligne de pointes . Parmi ces organes on donnera la pré- férence , conformément à l'invention, à des fourches dont les bissectrices se coupent et se trouvent à des distances déter- minées de surface d'appui correspondant aux surfaces d'appui de la machine.
Le nouveau procédé et les dispositifs et appareils uti- lisés pour son application peuvent aussi servir , sans sortir du cadre de la présente invention , pour des opérations d'usi- nage de vilebrequins autres que la rectification , par exemple usinage au tour et opérations d'usinage analogues .