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La Société dite : HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI
KAISHA à Tokyo (Japon) "Machine à rectifier les cames" C. I. : Demandes de brevets japonais no 127. 568/1982 déposée le 23 juillet 1982 et no 174.662/1982 déposée le 6 octobre 1982
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La présente invention est relative à une machine à rectifier les cames utilisée principalement pour l'usinage d'une pièce en oeuvre comprenant plusieurs ébauches de cames, telle qu'un arbre à cames pour la commande des soupapes d'un moteur à combustion interne, etc.
On connaît jusqu'à présent une machine à rectifier de cette espèce d'un type comprenant une table basculante équipée d'une broche de travail rotative destinée à soutenir une pièce en oeuvre, la table étant conçue en vue d'être commandée, en ce qui concerne son mouvement de basculement, par un galet palpeur et un ensemble de cames mères, disposés de manière à se faire mutuellement face entre la table et un élément du bâti de machine, élément prévu de manière à se situer à l'opposé de la table, de telle façon que la pièce en oeuvre puisse être meulée par une meule rotative disposée à l'avant en considérant le sens de basculement, vers l'avant et vers l'arrière, de la table.
Dans une machine de ce type, il est de pratique courante que l'ensemble de cames mères soit disposé de manière à tourner en synchronisme avec la rotation de la broche de travail, le galet palpeur étant prévu sur le bâti de la machine.
Dans cette disposition, il est de pratique courante que, lorsqu'il s'agit de rectifier une pièce en oeuvre comportant plusieurs ébauches de cames présentant des positions angulaires différentes, on fait appel à plusieurs cames mères dont les positions angulaires concordent avec celles des ébauches de cames correspondantes, les différentes ébauches de cames de la pièce en oeuvre étant rectifiées une à une en mettant les cames mères respectives de l'ensemble des cames mères une à une en contact avec le galet palpeur. Ceci présente toutefois les inconvénients suivants : (1) on doit prévoir des cames mères en un nombre égal à celui des ébauches de cames que comporte la pièce en oeuvre, de sorte que la confection
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des cames mères présente beaucoup de difficultés et exige beaucoup de temps.
(II) En raison du fait que la série des cames mères est montée sur la table basculante, le moment d'inertie de la table est accru en ce qui concerne le basculement et, lorsque l'opération de meulage est effectuée à une grande vitesse, il se produit un phénomène de sautillement en raison du retard dans le mouvement de basculement de la table.
De plus, et afin de réduire le nombre de cames mères montées sur la table basculante, il est aussi connu de faire en sorte que l'arbre de cames mères soit relié à la broche de travail par un mécanisme d'ajustement de la position angulaire, tel qu'un actionneur rotatif etc., de sorte que le meulage d'une série d'ébauches de cames de la pièce en oeuvre, qui occupent des positions angulaires différentes, peut être effectué à l'aide d'une seule came mère commune et en appliquant un ajustement de la position angulaire de l'arbre de came mère (voir brevet Sho 56-8740 publié au Japon).
Une machine de cette espèce permet d'éliminer l'inconvénient (I) ci-dessus, mais ne permet pas d'éliminer l'inconvénient (II) précité, parce que le poids du mécanisme d'ajustement de la position angulaire vient s'ajouter au poids qui détermine le moment d'inertie de la table en ce qui concerne le basculement et, de plus, il en résulte un inconvénient consistant en ce que, lorsque la pièce en oeuvre est remplacée par une autre, d'une espèce différente, on doit remplacer la came mère et la broche de travail reliée à celle-ci par l'intermédiaire du mécanisme d'ajustement de la position angulaire, remplacement qui est fort fastidieux et long, ce qui est inopportun, en particulier pour l'exécution de produits manufacturés de diverses espèces, dont chacune est fabriquée en petite série.
La présente invention a pour objectif d'établir
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une machine à rectifier qui soit exempte de ces inconvénients, machine du type comprenant une broche de travail rotative pour supporter la pièce en oeuvre, le mouvement de basculement de cette machine étant commandé par un galet palpeur et un ensemble de cames mères, qui sont disposés de manière à se faire face mutuellement entre la table et un élément du bâti de la machine, élément prévu de manière à se situer en regard de la table, de façon que la pièce en oeuvre puisse être meulée par une meule rotative prévue sur le côté antérieur de la table animée d'un basculement vers l'avant et vers l'arrière, cette machine étant caractérisée en ce que le galet palpeur est prévu sur la table, tandis que l'ensemble de cames mères est prévu sur le bâti de la machine,
un arbre de cames mères, qui porte l'ensemble de cames mères, étant conçu de façon à pouvoir être entraîné en rotation en synchronisme avec la rotation de la broche de travail et à pouvoir être ajusté quant à sa position angulaire par rapport à la broche de travail.
Des exemples de réalisation de la présente invention seront exposés ci-après, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la fig. 1 est une vue schématique en plan de dessus d'un exemple de la présente invention ; - la fig. 2 est un schéma destiné à expliquer les rapports entre une pièce en oeuvre et une meule rectifieuse rotative et ceux existant entre un galet palpeur et un ensemble de cames mères ; - la fig. 3 est une vue en plan de dessus d'un autre exemple de la présente invention ; - la fig. 4 est une vue en coupe d'un segment faisant partie de cette dernière variante ; - la fig. 5 est une vue latérale de l'ensemble de cames mères de cet exemple, prise à partir de la ligne V-V
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de la fig. 4 ;
- la fig. 6 est une vue latérale d'un système pour le remplacement d'un ensemble de cames mères de cette dernière variante, en regardant depuis la ligne VI-
VI de la fig. 3
Les figures 1 et 2 représentent un exemple de réalisation d'un système pour la rectification d'un arbre à cames destiné à un moteur à deux cylindres et formant la pièce en oeuvre, cet arbre présentant deux ébauches de cames d'admission Wa, Wa'et deux ébauches de cames d'échappement Wb, Wb', qui font partie de la pièce en oeuvre W..
Dans ces dernières figures, le chiffre 1 désigne une table basculante, sur laquelle est montée une broche de travail 2 destinée à maintenir la pièce en oeuvre W, la table de travail 1 étant disposée de manière à pouvoir d'une part basculer en avant et en arrière autour d'un axe de rotation, et d'autre part être inclinée par basculement vers l'avant, en cours de travail, par l'action d'un ressort 3, de telle sorte que la pièce en oeuvre W et une meule rotative 4, située en avant de la pièce en oeuvre, puissent être mises en contact l'une avec l'autre, cependant qu'un galet palpeur 6 et une came mère 7, qui sont disposés de manière à se faire face mutuellement entre la table 1 et le bâti 5 de la machine, en avant de la table 1, puissent être mis en contact entre eux.
Suivant la présente invention, le galet palpeur 6 est prévu sur la table 1, tandis que l'ensemble de cames mères 7 est prévu sur le bâti 5 de la machine, plus particulièrement, et comme c'est le cas dans l'exemple représenté, l'ensemble de cames mères 7 comprend deux cames mères d'espèces différentes 7A et 7B qui présentent des profils différents affectés respectivement aux ébauches de cames pour soupapes d'admis-
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sion et aux ébauches de cames pour soupapes d'échappement, soit Wa et Wb, ébauches décalées angulairement les unes par rapport aux autres et montées côte à côte sur leur arbre à came commun 8, le galet palpeur 6 étant disposé coaxialement avec la broche de travail 2, de manière à pouvoir se déplacer axialement par rainurage, etc...
le galet palpeur 6 étant conçu pour être mû sélectivement au moyen d'un mécanisme de translation 9, pour occuper une position prédéterminée faisant face à l'une ou l'autre des cames mères respectives 7A, 7B.
Dans les figures 1 et 2, le chiffre de référence 10 désigne un moteur d'entraînement pour la pièce en oeuvre, destiné à produire la rotation de la broche de travail 2, tandis que le chiffre de référence 11 désigne un moteur d'entraînement des cames mères destiné à produire la rotation de l'arbre de cames mères 8, les moteurs 10 et 11 étant des moteurs à impulsions ou pas à pas, par exemple, la disposition étant telle que la broche de travail 2 et l'arbre de cames mères 8 peuvent tourner en synchronisme grâce au fait que les deux moteurs 10 et 11 sont pilotés en synchronisme par des impulsions de commande fournies par un dispositif de commande 12 ;
d'autre part, l'arbre de cames mères 8 est disposé de manière à pouvoir être ajusté quant à sa position angulaire par rapport à la broche de travail 2 par le seul pilotage du moteur d'entraînement 11 des cames mères.
On décrira ci-après le fonctionnement de la machine suivant l'exemple ci-dessus, à savoir :
En premier lieu, on déplace la meule rotative 4 jusqu'à une position où elle fait face à l'ébauche de came d'admission de gauche Wa de la pièce en oeuvre W et l'on déplace le galet palpeur 6 jusqu'à une position où il fait face à la came mère 7A pour l'ébauche de came d'admission Wa ; ceci étant accompli, on sollicite
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la table basculante 1 de façon à l'incliner vers l'avant.
De cette façon, une partie prédéterminée de l'ébauche de came Ma est d'abord meulée par la meule 4 jusqu'à une profondeur prédéterminée, le galet palpeur 6 étant alors mis en contact avec la came mère 7a. Puis, la broche de travail 2 et l'arbre de cames mères 8 sont amenés à tourner en synchronisme et l'ébauche de came Wa subit un meulage visant à lui donner la forme d'une came correspondant à celle de la came mère 7A, ceci grâce aux mouvements de basculement de la table 1 définis par la came mère 7A.
Après l'achèvement du travail de meulage, on bascule la table 1 de manière qu'elle s'incline vers l'arrière, tandis que la meule rotative 4 est amenée à une position où elle fait face à l'ébauche Wb de la came de soupape d'échappement et que le galet palpeur 6 est déplacé vers une position où il fait face à la came mère 7B. Ensuite, on fait à nouveau basculer la table 1, sensiblement de la même manière que celle mentionnée plus haut, de façon qu'elle soit inclinée vers l'avant, et l'ébauche de came Wb subit un meulage qui lui imprime la forme d'une came correspondant à celle de la came mère 7B.
Ainsi, le travail de meulage d'une paire d'ébauches de soupape d'admission et de came de soupape d'échappement Wa, Wb peut être effectué de la manière décrite ci-dessus, tandis que l'autre paire d'ébauches de came de soupape d'admission et de came de soupape d'échappement Wa', Wb'est appelée à être usinée dans un temps suivant, étant donné que cette dernière paire est décalée de 180 degrés par rapport à la paire précédente, de sorte qu'en premier lieu on fait tourner l'arbre de cames mères 8 de 180 degrés par rapport à la broche de travail 2, de façon que sa position angulaire corresponde à celle de l'autre paire, après quoi ont lieu des
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opérations sensiblement identiques à celles décrites plus haut, le travail de rectification des ébauches de cames correspondantes Wa', Wb'étant effectué de cette manière.
Ainsi, dans l'exemple ci-dessus, il suffit que la table 1 soit équipée de la broche de travail 2, du simple galet palpeur 6, coaxial avec cette broche, et du mécanisme de translation 9 ; d'autre part, on peut prévoir un mécanisme de translation de dimensions réduites, qui soit juste suffisant pour imprimer au galet palpeur 6 un léger déplacement axial directionnel, ce mécanisme pouvant être construit en des dimensions et avec un poids notablement inférieur à ceux d'un mécanisme d'ajustement de la position angulaire tel que l'actionneur rotatif ou élément analogue employé dans la machine décrite dans le brevet Sho-8740 publié au Japon et, par conséquent, le poids de la table, qui détermine son inertie au basculement, peut être réduit d'une façon remarquable, avec le résultat que,
même si l'on augmente la vitesse de rotation de l'arbre de cames mères 8, le phénomène de sautillement n'apparaît pas, et le travail de meulage peut être exécuté à une vitesse élevée.
Lorsque toutes les ébauches de cames de la pièce en oeuvre W présentent la même forme, l'ensemble de cames mères 7 peut être remplacé par une came mère unique et le mécanisme de translation 9 pour le galet palpeur 6 devient inutile.
Lorsque la pièce en oeuvre est remplacée par une pièce d'une autre espèce, il suffit de remplacer la came mère 7 sur le bâti 5 de la machine, sans qu'il soit nécessaire de remplacer un quelconque des éléments prévus sur la table basculante 1, de sorte que la machine à rectifier peut s'adapter aisément aux changements de la pièce en oeuvre, cela de la façon simple décrite ci-dessus.
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Dans l'exemple représenté dans la fig. 1, l'en- semble de cames mères 7 est situé dans la partie médiane de l'arbre de cames mères 8, entre les paliers Sa, Sa de cet arbre, prévus aux deux extrémités de celui-ci, de sorte que l'on doit nécessairement désassembler les paliers Sa, Sa lorsqu'il s'agit de remplacer l'ensemble de cames mères 7.
Afin de permettre le remplacement de l'ensemble de cames mères 7, sans que cela implique un travail de désassemblage comme celui décrit ci-dessus, l'invention propose un exemple de réalisation représenté dans les figures 3 à 6, où l'ensemble de cames mères 7 est monté sur une partie d'extrémité libre 8a de l'arbre de cames mères 8, partie qui s'avance vers l'extérieur à partir du palier Sa de l'arbre 8, de fa- çon que cet ensemble puisse être retiré de l'arbre 8 dans le sens axial.
Plus particulièrement dans ce dernier exemple l'ensemble de cames mères 7 consiste en une combinaison intégrée des deux espèces précédentes de cames mères 7A, 7B et, comme représenté clairement dans la fig. 4, ce groupe est mis en prise avec une surface en bout de la partie d'extrémité libre 8a par l'intermédiaire d'un joint 13, lequel comprend des saillies de prise formées sur la surface en bout de la partie d'extrémité libre 8a et des saillies de prise formées sur une surface en bout de l'ensemble de cames mères 7, de sorte que l'ensemble de cames mères 7 ne peut pas tourner par rapport à la partie d'extrémité libre 8a et est-solidarisé de celle-ci par-verrouillage.
Le système de verrouillage est constitué de telle façon qu'il comprend, par ex., une tringle 14 qui traverse l' arbre de cames mères, 8 et dont l'extrémité faisant saillie à l'extérieur présente une partie en bout en forme de T, qui constitue un élément de verrouillage 14a, l'ensemble de cames mères 7 étant mis en prise avec la partie d'extrémité libre 8a et étant fixé à celle-ci au moyen de l'élément de verrouillage 14a moyennant une opération
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consistant à insérer l'élément de verrouillage 14a à travers une ouverture centrale rectangulaire 7a de l'ensemble de cames mères 7 et à tourner la tringle 14 de 90 degrés, de façon que l'élément de verrouillage 14a croise l'ouverture 7a et à retirer la tringle vers la gauche, en considérant la fig.
4, jusqu'à la position représentée dans cette figure, au moyen d'un actionneur hydraulique ou pneumatique 15 du type rotatif et d'un cylindre d'avancement et de retrait 16, tous deux prévus sur la partie formant l'extrémité de base de la tringle 14. D'autre part, si l'on relâche le contact à pression entre l'élément de verrouillage 14a et l'ensemble de cames mères 7 par un mouvement d'avancement de la tringle 14 et que l'on tourne cette dernière de 90 degrés dans le sens opposé au précédent, l'élément de verrouillage 14a est amené à coïncider avec louverture rectangulaire 7a, de sorte que l'ensemble de cames mères 7 peut être retiré de celle-ci dans le sens axial de la tringle 14.
A l'extrémité de base de l'arbre de cames mères est fixée une poulie de synchronisation 8b, reliée par une courroie 17 au moteur de commande 11 précité pour l'ensemble cames mères.
Dans les dessins, le chiffre de référence 18 désigne un râtelier pour les ensembles de cames mères 7, prévu sur un côté de l'arbre de cames mères 8, la disposition étant telle que les ensembles de cames mères 7 présents sur le râtelier 18 et les ensembles de cames mères 7 présents sur l'arbre de cames mères 8 peuvent être remplacés les uns par les autres au moyen d'un système échangeur intermédiaire 19 interposé entre le râtelier 18 et l'arbre de cames mères 8.
Plus particulièrement, le râtelier 18 comprend une table d'indexage 18a montée à rotation sur un arbre parallèle à l'arbre de cames mères 8 et une série d'ensembles de cames mères 7 montés à intervalles réguliers
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le long de la périphérie et supportés d'une manière amovible sur des chevilles de support respectives prévues sur la table d'indexage 18a, comme montré clairement dans la fig.
6, le système échangeur 19 comprenant un châssis rotatif 19a supporté par un arbre parallèle à l'arbre de cames mères 8 et pouvant se mouvoir axialement dans les deux sens, le châssis rotatif 19a étant pourvu de deux organes préhenseurs 19b, 19b destinés à saisir d'une part un des ensembles de cames mères 7, ensemble situé dans une position d'indexage prédéterminée sur la table d'indexage 18a, et d'autre part l'ensemble de cames mères 7 présent sur l'arbre de cames mères 8.
Lorsque la pièce en oeuvre W est remplacée par une autre, d'une espèce différente, on fait tourner la table d'indexage 18a de telle manière que l'ensemble de cames mères 7 correspondant à la nouvelle pièce en oeuvre W à usiner puisse être amené à la position d'indexage et, dans ce stade, on ramène le châssis rotatif 19a en arrière, à la suite de quoi l'ensemble de cames mères 7 qui occupe la position d'indexage et l'ensemble de cames mères 7 utilisé jusqu'alors et présent sur l'arbre de cames mères sont saisis par les organes préhenseurs respectifs 19b, 19b, après quoi on fait avancer le châssis rotatif 19a, de sorte que ces ensembles de cames mères se détachent de la table 18a et de l'arbre de cames mères 8 ;
puis on fait tourner le châssis rotatif 19a de 180 degrés et on le ramène de nouveau. en arrière, à la suite de quoi le nouvel ensemble de cames mères 7 et l'ensemble de cames mères 7 utilisé jusqu'alors se retrouvent respectivement sur l'arbre de cames mères 8 et sur la table 18a.
Le châssis rotatif 19a est pourvu d'une cheville de positionnement 19c, disposée de manière à s'engager dans une entaille 7b pratiquée dans la périphérie de
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chaque ensemble de cames mères 7 et servant à fixer la position angulaire de celui-ci.
Le chiffre de référence 18b désigne un moteur de commande pour la table d'indexage 18a, le chiffre de référence 19d désigne un cylindre d'avancement et de retrait pour le châssis rotatif 19a, et le chiffre de référence 19e désigne un cylindre à crémaillère pour produire la rotation du châssis rotatif 19a.
Ainsi, suivant la présente invention l'ensemble de cames mères est prévu sur le bâti de la machine, de sorte que le poids de la table basculante qui détermine l'inertie que celle-ci oppose au basculement, peut être réduit, ce qui permet un fonctionnement à une vitesse élevée et, de plus, contribue à faciliter l'opération consistant à changer les cames mères lors du remplacement de la pièce en oeuvre à usiner par une pièce d'une autre espèce.