FR2703937A1 - Dispositif pour appliquer une force sensiblement constante sur un élément d'avance d'une machine-outil. - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (20) permet à maintenir une force virtuellement constante sur un élément mobile linéairement (28), comme par exemple l'élément d'avance dans une machine de honage. Ce dispositif comprend un levier (22) dont une des extrémités porte contre l'élément mobile linéairement (28), ce levier étant articulé à un endroit (24) compris entre les extrémités opposées de ce levier sur le bâti de la machine, un agencement de biellettes portant contre l'extrémité opposée du levier dans une direction telle qu'il applique une force contre ledit élément mobile, l'agencement des biellettes comprenant une première biellette extensible (34) munie d'un ressort de compression (40) pour exercer une force contre le levier et une seconde biellette (32) pour régler la position où l'agencement de biellettes porte contre le levier (22).

Description

DISPOSITIF POUR APPLIQUER UNE FORCE SENSIBLEMENT CONSTANTE

SUR UN ELEMENT D'AVANCE D'UNE MACHINE-OUTIL

La présente invention concerne un dispositif permettant de maintenir la force appliquée à un élément de travail, tel qu'une pierre de honage dans un mandrin de honage, virtuellement constante, et cependant sélectionnable dans sa direction, sur la plage de déplacements des parties en contact avec la pièce d'usinage. Le dispositif est principalement mécanique et comprend un appareil d'avance actionné par un ressort commandé par un agencement de biellettes, cet appareil comportant un levier principal articulé sur le bâti de la machine dans une position o il agit contre une tige d'avance. Au levier principal, près d'une de ses extrémités, est fixé un rouleau qui porte contre une des extrémités de la tige d'avance, dont l'autre extrémité peut être un mécanisme d'avance ou un ensemble de coins dans le cas d'un mandrin de honage utilisé pour avancer radialement le ou les éléments de honage. Dans un des modes de réalisation du dispositif, un ressort sous compression, qui fait partie d'un agencement de rouleau et de biellette porte contre un endroit situé près de l'extrémité opposée du levier principal. Le ressort est monté sur un agencement de biellette extensibles axialement et comprend un ressort sous compression qui produit la force servant à faire pivoter le levier principal et à faire avancer la tige d'avance. L'extrémité de l'agencement de rouleau, de biellette et de ressort, qui est située à l'opposé du

levier principal, est articulée sur le bâti de la machine.

La quantité de force et l'endroit o celle-ci est appliquée par l'agencement de rouleau, de biellette et de ressort contre le levier principal peuvent être sélectionnés et peuvent être modifiés et sont déterminés par des paramètres tels que la quantité de force de compression du ressort, l'angle relatif entre l'agencement de rouleau, de biellette et de ressort, d'une part, et le levier principal, d'autre part, et également par la constante de rappel ou raideur du ressort. Un avantage du dispositif de la présente invention sur les dispositifs antérieurs utilisés pour appliquer une force à une tige d'avance ou autre élément mobile linéairement réside dans le fait que le dispositif selon la présente invention peut être réalisé de manière à appliquer une force virtuellement constante à la tige d'avance sur une plage donnée de déplacement. La quantité de force peut aussi être sélectionnée et peut être commandée de manière qu'une large gamme de forces appliquées susceptibles d'être sélectionnées puisse être obtenue de façon relativement simple à partir du même dispositif. Une fois que la force recherchée a été sélectionnée, elle reste virtuellement constante, ou on peut faire en sorte qu'elle reste, virtuellement constante sur la plage de déplacements de la

tige d'avance.

De plus, les rouleaux et les articulations peuvent être réalisés avec des roulements à billes ou à rouleaux, ce qui rend le mouvement virtuellement exempt de frottement. Cette disposition constitue un perfectionnement important sur les autres dispositifs d'avance à force constante tels que les vérins pneumatiques ou hydrauliques, spécialement dans les applications o le mouvement est

relativement lent.

Alors que le dispositif selon la présente invention a été mis au point pour être utilisé avec des machines de honage, et spécifiquement pour les mécanismes d'avance ou les systèmes de coins qui leur sont associés, il peut être appliqué à de nombreux autres dispositifs également, particulièrement à des dispositifs qui exigent qu'une force constante soit appliquée sur une plage de déplacements

d'avance. Ceci peut concerner de nombreuses machines.

On a utilisé de nombreux dispositifs dans le passé pour appliquer une force nécessaire sur un élément, tel qu'une tige d'avance dans une machine-outil mais, dans la plupart des cas, les dispositifs connus étaient des dispositifs qui utilisaient des moyens à ressort pour produire la force et, dans ces moyens, du fait que la force diminue, c'est-à-dire est "consommée", par le déplacement, cette force varie, ce qui diminue la force appliquée en la faisant passer d'une force relativement élevée au début d'une opération à une force plus faible à la fin de l'opération. Toutefois, les dispositifs connus ne comprennent pas de moyens pour compenser ces variations de la force. De plus, une force d'avance constante améliore la productivité en réduisant le temps de cycle et/ou l'usure

de la pierre abrasive.

C'est la possibilité de faire passer la force d'avance d'une opération d'ébauchage à une opération de finition qui améliore les caractéristiques d'uniformité de cote et de surface comme on va l'expliquer. Les dispositifs connus typiques pour produire la force d'avance nécessaire pour entraîner une pierre de honage d'un mandrin de honage contre la surface d'une pièce d'usinage sont les dispositifs décrits dans les brevets US N 3.152.424 et

4.397.658.

Dans un de ses aspects, l'invention permet de réaliser un dispositif pour appliquer, dans une machine comportant un élément d'avance mobile linéairement, une force sensiblement constante sur cet élément d'avance sur une plage limitée de déplacements de ce dernier, ce dispositif comprenant: - un moyen inclus dans l'élément d'avance mobile pour supporter cet élément en vue d'un déplacement linéaire, ledit élément d'avance comportant des extrémités opposées dont une est adaptée pour porter contre un organe de travail devant être avancé et dont l'autre est destinée à être rencontrée par un moyen destiné à lui appliquer une force dans une direction afin de produire un déplacement linéaire de l'élément d'avance, un levier dont une première extrémité est munie d'un moyen adjacent à cette extrémité et adapté pour porter contre l'autre extrémité de l'élément d'avance et une extrémité opposée, un moyen placé entre lesdites extrémités supportant ledit levier en vue de son pivotement, et un moyen pouvant venir en contact avec ledit levier à un endroit compris entre le moyen de support pivotant et l'extrémité opposée de ce moyen pour lui appliquer une force commandée dans une direction d'application de force à l'élément d'avance, ledit moyen comprenant un agencement de biellettes comportant une première biellette extensible munie d'un ressort de compression monté sur cette biellette dans une position o il exerce une force contre ledit levier, et une seconde biellette dans l'agencement de biellettes pour régler la position o l'agencement de biellettes porte contre le levier à mesure que le levier se déplace autour du moyen de

support pivotant.

Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première biellette extensible comporte un rouleau adjacent à son extrémité qui porte contre le levier et un moyen associé à la seconde biellette pour régler la position de celle-ci ainsi que la position o l'agencement de biellettes porte contre le levier, ce dispositif comprenant un moyen pour effectuer une sélection entre deux positions différentes o l'agencement de biellettes porte contre le levier. Le dispositif tel que décrit ci-dessus présente également les caractéristiques individuelles ci-après: la relation angulaire entre la première biellette extensible et la seconde biellette établit le moment agissant sur le levier et, de ce fait, la force appliquée par le levier contre l'élément d'avance mobile linéairement; les caractéristiques du ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de manière à exercer une force constante sur l'élément d'avance mobile linéairement sur une plage prédéterminée de déplacements de cet élément d'avance mobile linéairement; les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées pour produire une force qui diminue à mesure que l'élément d'avance mobile linéairement se déplace; les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de manière que la force fournie à l'élément d'avance mobile linéairement augmente à mesure que l'élément d'avance mobile linéairement se déplace; les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de telle sorte que la force maximale susceptible d'être sélectionnée et appliquée à l'élément d'avance mobile linéairement est à peu près 100 fois la force minimale susceptible d'être sélectionnée; l'élément d'avance mobile linéairement porte contre

un coin dans un mandrin de honage.

Selon un autre de ses aspects, l'invention permet de réaliser un dispositif pour maintenir une force relativement constante sur un élément mobile linéairement, comprenant: - un élément mobile linéairement comportant des première et seconde extrémités opposées et un moyen pour supporter cet élément en vue d'un déplacement linéaire, un levier comportant un moyen adjacent à une de ses extrémités et formant un contact exempt de frottement avec une des extrémités de l'élément mobile linéairement, - un moyen espacé de ladite extrémité du levier et supportant de façon pivotante ce levier sur un support fixe à un endroit intermédiaire le long de ce dernier, et - un moyen pouvant venir en contact avec le levier sur le côté du moyen de support pivotant de levier opposé au point de contact exempt de frottement pour appliquer une force au levier et, par l'intermédiaire de ce levier, à un élément mobile linéairement, ledit moyen mentionné en dernier comprenant une paire de biellettes faisant un angle entre elles et articulées chacune en un point adjacent à une de leurs extrémités par le moyen qui crée un contact exempt de frottement avec le levier, les extrémités opposées de chacune des biellettes faisant un angle entre elles et étant articulées en des endroits espacés sur le support fixe, une desdites biellettes qui font un angle entre elles ayant une longueur fixe et l'autre étant une biellette extensible formée par des parties coulissantes pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre et comportant des parties d'extrémité opposées espacées et un ressort de compression, placé entre ces parties d'extrémité, les écartant l'une de l'autre pour appliquer une pression par l'intermédiaire du contact exempt de frottement au levier et par l'intermédiaire du levier à

l'élément mobile linéairement.

Selon un autre de ses aspects, l'invention permet de réaliser un dispositif pour appliquer une force relativement constante à un élément mobile linéairement, caractérisé en ce qu'il comprend un élément monté en vue d'un déplacement linéaire, ledit élément comportant des surfaces opposées, un levier articulé, en un endroit intermédiaire, sur une structure de support fixe, ledit levier principal comportant un moyen adjacent à une de ses extrémités et formant un contact exempt de frottement avec une des surfaces opposées de l'élément mobile linéairement, et un moyen pour appliquer une force au levier sur le côté du point de pivotement opposé à l'élément mobile linéairement pour appliquer une force au levier au voisinage du point de pivotement et à l'élément mobile linéairement, ledit moyen mentionné en dernier comprenant une paire de biellettes faisant un angle entre elles et reliées l'une à l'autre en un point adjacent à une de leurs extrémités, les extrémités opposées desdites biellettes étant articulées respectivement en des endroits respectifs espacés sur la structure de support fixe, une desdites biellettes comportant un ressort de compression qui est monté sur celle-ci pour en augmenter la longueur dans une direction d'application de force au levier, les articulations de l'autre extrémité des biellettes étant telles qu'un déplacement de l'élément mobile linéairement, par suite de la force qui lui est appliquée du fait de la détente du ressort de compression, provoque la variation de la liaison exempte de frottement entre la paire de biellettes faisant un angle entre elles et le levier, grâce à quoi, à mesure que la force appliquée au levier principal, par suite de la détente du ressort de compression, diminue la distance entre l'endroit o les biellettes portent sans frottement contre le levier et le

point de pivotement de ce dernier augmente.

Selon un autre encore de ses aspects, l'invention permet de réaliser un dispositif pour appliquer une pression virtuellement constante sur un élément mobile linéairement, caractérisé en ce que l'élément mobile linéairement comprend un moyen pour supporter cet élément, un levier de forme allongée comportant un moyen adjacent à une de ses extrémités pour porter contre l'élément mobile linéairement, un moyen pour supporter de façon pivotante le levier en un endroit intermédiaire le long de ce dernier, et un moyen pouvant venir porter contre le levier sur le côté du moyen de support pivotant opposé à l'endroit o le levier porte contre l'élément mobile linéairement, ledit moyen mentionné en dernier comprenant des biellettes faisant un angle entre elles et comprenant une première biellette formée par des parties pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, un ressort sollicitant dans un état allongé ces biellettes pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, une des extrémités de ladite première biellette étant articulée sur une structure de support fixe, l'extrémité opposée de la première biellette étant articulée sur la seconde biellette et un moyen sur l'articulation de ces biellettes pour porter contre le levier, ladite seconde biellette ayant une longueur fixe, un moyen destiné à régler la position de l'extrémité opposée de la seconde biellette et comprenant une biellette principale articulée sur la structure de support et comprenant un moyen pour régler la position angulaire de la biellette principale de manière à modifier la position de l'endroit o la seconde biellette est articulée sur cette

biellette principale.

Le dispositif décrit ci-après présente également les caractéristiques ciaprès: le moyen destiné à modifier la position de la biellette principale comprend un moyen actionné par un fluide; le moyen destiné à modifier la position de la biellette principale comprend un moteur; un moyen peut être prévu pour établir deux positions fixes possibles pour la biellette principale, une desdites positions fixes établissant une première force du levier contre l'élément mobile linéairement et l'autre position fixe établissant une force différente du levier contre l'élément mobile linéairement, et un moyen pour déplacer la biellette principale entre les deux positions fixes; le moyen destiné à établir les deux positions fixes possibles peut comprendre un moyen pour régler l'emplacement des positions fixes; une troisième biellette comportant une première extrémité articulée à un support fixe et une extrémité opposée articulée sur la biellette principale peut être prévue, ladite troisième biellette comportant un ressort qui est disposé sur celle-ci à une position o il exerce une force sur la biellette principale dans une direction rendant le déplacement angulaire de cette dernière possible avec moins de force; un capteur comportant un élément mobile peut être prévu pour venir en contact avec le levier, la position dudit élément mobile indiquant la position instantanée de l'élément mobile linéairement; un interrupteur comportant un organe d'actionnement mobile peut être prévu pour venir en contact avec le levier, et un moyen sensible à l'état de l'interrupteur pour établir la force devant être appliquée à l'élément mobile linéairement par le levier; une came pouvant venir en contact avec le levier et un moyen pour déplacer la came entre une position empêchant le levier d'appliquer une force à l'élément mobile linéairement et une position permettant à la force d'être appliquée par le levier à l'élément mobile linéairement peuvent être prévus; une came pouvant venir en contact avec le levier, et un moyen pour appliquer une force à la came dans une direction o celle-ci commande le déplacement vers l'avant du levier à une vitesse constante susceptible d'être sélectionnée peuvent être prévus; le dispositif peut comprendre un moteur relié fonctionnellement à la biellette principale pour déplacer la biellette principale d'une manière qu'une force différente soit appliquée à l'élément mobile linéairement, et un moyen pour commander le moteur comprenant un microprocesseur relié au moteur et un moyen pour détecter la position de l'élément mobile linéairement, ledit moyen mentionné en dernier comportant une liaison avec le levier et une liaison avec le microprocesseur; le dispositif peut comprendre également une came pouvant venir en contact avec le levier, un moyen pour appliquer une force à la came dans une direction o elle contrecarre la force appliquée par le levier à l'élément mobile linéairement, et un actionneur pour dégager du levier ladite came; le dispositif peut comprendre, en outre, un moyen pour appliquer une force antagoniste supplémentaire à la came pour diminuer la force requise par ledit moyen destiné à appliquer une force à la came, ledit moyen pour appliquer une force antagoniste supplémentaire comprenant un ressort, une biellette de came et une biellette de réglage de force, ledit ressort étant monté entre la structure de support là fixe et une des extrémités de ladite biellette de came, l'extrémité opposée de ladite biellette de came étant articulée sur ladite came, ledit ressort appliquant une force par l'intermédiaire de ladite biellette de came à ladite came pour contrecarrer la force appliquée par le levier à l'élément mobile linéairement, ladite biellette de réglage de force comportant une extrémité articulée sur ladite biellette de came en un point adjacent à ladite extrémité de cette dernière et une extrémité opposée articulée sur ladite biellette principale pour modifier l'effet dudit ressort en appliquant une force à ladite came lors du réglage de la position angulaire de la biellette principale; et les longueurs relatives des biellettes faisant un angle entre elles, la constante de rappel du ressort et les positions relatives des articulations de la biellette principale et du levier peuvent être sélectionnées de manière que le niveau de la force de sortie appliquée à l'élément mobile linéairement varie de façon exponentielle avec les variations de la position angulaire de la biellette principale, les variations incrémentielles de la force de sortie nécessitant un déplacement angulaire plus grand de la biellette principale lorsque la force de sortie est relativement faible en comparaison de ce qu'elle est

lorsque la force de sortie est relativement grande.

L'objet principal de la présente invention est de fournir un dispositif pour maintenir virtuellement constante sur la plage de déplacement d'un élément la force

appliquée à cet élément.

Un autre objet est de compenser les variations de la force appliquée par un ressort de compression à mesure

que le ressort se détend et dépense sa force.

Un autre objet est de maintenir la force, appliquée par un ressort à un élément linéairement mobile, constante

sur la plage de déplacement de cet élément.

Un autre objet est de fournir des moyens pouvant être réglés de façon relativement simple et facile pour produire une force d'entraînement constante sur une plage de déplacement, ces moyens pouvant-être également réglés de manière à modifier ou sélectionner selon les besoins des forces d'entraînement parmi des forces d'entraînement différentes. Un autre objet est de fournir des moyens relativement simples et peu coûteux pour produire une force d'avance destinée à une machine-outil, par exemple à un

mandrin de honage.

Un autre objet est de permettre de maintenir constante une force d'entraînement appliquée à une tige

d'avance mobile linéairement.

Un autre objet est de permettre une permutation rapide et facile entre des forces différentes appliquées à un élément d'avance linéaire afin de modifier la force appliquée à cet élément, la force sélectionnée étant constante sur la plage de déplacement de l'élément d'avance

pour toutes les forces susceptibles d'être sélectionnées.

Un autre objet est de permettre la fabrication de pièces plus uniformes produites par des machines-outils, comme par exemple des machines de honage et autres machines analogues. Un autre objet est d'adjoindre des options disponibles pour imprimer un mouvement d'avance à une tige

d'avance ou autre dispositif analogue.

Un autre objet est la réduction du coût de la plupart des applications de honage en maintenant la force

d'avance optimale durant tout le cycle de honage.

Ces objets et avantages ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à la

lecture de la description détaillée donnée ci-après de

plusieurs modes de réalisation préférés pour lesquels on se référera aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif destiné à appliquer une force à une tige d'avance mobile linéairement, ce dispositif étant représenté dans une position o il applique à la tige d'avance l'une de deux forces différentes susceptibles d'être sélectionnées; la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 et montrant aussi en traits mixtes le dispositif dans une position possible o il applique une force constante plus grande à la tige d'avance; la figure 3 est une vue schématique du dispositif faisant l'objet de la présente invention, cette vue montrant divers paramètres associés à ce dispositif; la figure 4 est une vue partielle de la partie rouleau de biellette munie d'un ressort du dispositif représenté sur les figures 1-3; la figure 5 est une vue de côté du levier principal utilisé pour appliquer une force dans le dispositif représenté sur les figures 1-3; la figure 6 est un graphique des diverses forces de sortie appliquées à une tige d'avance mobile linéairement en fonction de la position de sortie relative de la tige d'avance; la figure 7 est un graphique de la force de sortie appliquée à la tige d'avance en fonction de l'angle 02 de la biellette d'entrée du dispositif représenté sur la figure 3; la figure 8 est une vue schématique montrant un autre mode de réalisation du dispositif faisant l'objet de la présente invention et modifié pour comprendre un ressort d'équilibrage ou de compensation, un moyen de réglage d'avance à cadran et un capteur de tige d'avance associé à ce dernier; la figure 9 est une vue en coupe montrant un autre mode de réalisation du dispositif faisant l'objet de la

présente invention et comportant un mécanisme d'action-

nement à pédale; la figure 10 montre une autre variante encore du dispositif faisant l'objet de la présente invention, o une came commandée par un amortisseur à huile limite la vitesse du levier principal et, de ce fait, la vitesse d'avance de la tige d'avance; la figure 11 montre le mode de réalisation le plus simple du dispositif, o la biellette d'entrée a été omise et la biellette de commande est articulée sur le bâti pour fournir une force de sortie unique constante; et la figure 12 montre le dispositif muni d'un moyen de commande électronique pour l'obtention d'une commande évoluée de commande profilage de force et de positionnement

automatisé de tige d'avance.

En se référant aux dessins et plus particulièrement aux chiffres de référence, on voit que la référence 20 sur la figure 1 désigne un système d'avance actionné par un ressort commandé par un ensemble de biellettes et réalisé selon les enseignements de la présente invention. Le système d'avance 20 comprend un levier principal 22 qui pivote autour d'un axe d'articulation 24 fixé à un élément fixe ou bâti. Un rouleau 26 est monté au voisinage d'une des extrémités du levier 22 et ce rouleau 26 porte contre

l'extrémité libre d'un arbre de sortie ou tige d'avance 28.

La force appliquée par le rouleau 26 contre la tige d'avance 28 est alignée de façon sensiblement axiale avec la tige d'avance 28, et la tige d'avance peut être la tige d'avance d'une machine-outil, telle qu'une tige d'avance ou un agencement de coins ou autre dispositif analogue dans

une machine de honage.

La force est appliquée près de l'extrémité opposée du levier 22 par un agencement qui comprend un autre rouleau 30 qui est monté au voisinage d'une des extrémités d'une biellette de commande 32 et au voisinage d'une des extrémités d'une biellette 34 qui est sollicitée par un ressort et qui est une biellette extensible ou télescopique ayant un ressort de compression 36 monté entre ses parties d'extrémité espacées 38 et 40 pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre. La biellette 34 munie d'un ressort est articulée, à une de ses extrémités, par un axe 42 à un élément fixe ou support de bâti 44. La force que le rouleau applique au levier principal 22 est déterminée par la compression du ressort 36, la raideur du ressort et les angles relatifs entre la biellette 34 munie d'un ressort, le levier principal 22 et la biellette de commande 32. La force de sortie appliquée à la tige d'avance 28 est déterminée par le rapport des distances entre l'endroit o le rouleau 26 est situé sur le levier principal 22 par rapport à l'arc d'articulation 24 et la position o le rouleau 30 porte contre ce même levier 22 par rapport au

même axe d'articulation.

La biellette de commande 32 s'étend depuis son point d'articulation sur le rouleau 30 jusqu'à son extrémité opposée qui est articulée par un autre axe 46 à une biellette d'entrée 48. Dans ce mode de réalisation du présent dispositif, la biellette d'entrée 48 est empêchée de se déplacer, c'est-à-dire de pivoter, par un mécanisme utilisé pour sélectionner une force de sortie désirée devant être appliquée à la tige d'avance 28. Dans le cas o il n'est jamais nécessaire d'effectuer une sélection entre des forces de sortie différentes, la biellette d'entrée 48 peut alors être supprimée et la biellette de commande 32 peut être assujettie, mais doit pivoter librement autour d'un axe d'articulation monté sur le bâti fixe de la machine sur laquelle le dispositif est installé, comme on

peut le voir sur la figure 11.

Dans de nombreuses applications, il est souhaitable que la force de sortie appliquée à la tige d'avance 28 reste constante, quelle que soit la position de la tige d'avance sur la plage de son déplacement. Une autre façon d'exprimer cette condition consiste à dire que la tige d'avance 28 devrait pouvoir se déplacer sur une plage donnée tout en fournissant une force de sortie constante. A mesure que la tige d'avance 28 se déplace, le levier principal 22 pivote sous l'action de la force appliquée par le mécanisme de biellette pourvue d'un ressort et décrit ci-dessus de manière à rester en contact avec la tige d'avance. A mesure que le levier principal 22 pivote, il se déplace également dans une direction o il amène la biellette 34 pourvue d'un ressort à devenir plus longue sous l'effet de l'allongement qui a lieu dans le ressort de compression 36. A mesure que le ressort 36 s'allonge, il perd une certaine partie de sa force de compression et, par conséquent, se détend dans une certaine mesure et il en résulte qu'il est apte à fournir moins de force. Cet allongement correspondrait à une diminution de la force de sortie s'iln'était destiné à une compensation du mouvement de la biellette de commande 32 et du mécanisme associé. La biellette de commande 32, lorsqu'elle pivote autour de son axe 46 l'articulant sur la biellette d'entrée 48, oblige le rouleau 30 de la biellette pourvue d'un ressort à se déplacer suivant un arc de cercle. De ce fait, à mesure que le levier principal 22 pivote, le ressort 36 augmente la longueur de la biellette 34 et, en même temps, l'arc de cercle décrit par la biellette de commande 32 autour de son axe d'articulation 46, ce qui a pour effet de faire venir le rouleau 30 de la biellette munie d'un ressort en contact avec le levier principal 22 à une distance progressivement plus grande de l'axe d'articulation 24. Ce déplacement compense la détente ou allongement du ressort 36. Le degré de cette compensation dépend de la conception spécifique, c'est-à-dire des positions relatives des points de pivotement des parties respectives du levier principal 22 et de la biellette de commande 32. On peut concevoir sur mesure la présente structure pour n'obtenir qu'une compensation partielle (diminuant légèrement la force de sortie) ou même une surcompensation (augmentation de la force de sortie) si une application spécifique l'exige. La conception spécifique décrite dans le présent exposé est destinée à un système d'avance de machine de honage qui comporte un ensemble de biellettes sélectionnées pour fournir une compensation virtuellement parfaite de la force

variable engendrée par le ressort 36.

Pour sélectionner un niveau différent de force de sortie avec le même mécanisme, il est nécessaire de déplacer la biellette d'entrée 48 jusqu'à une position nouvelle, c'est-à-dire différente. Pour permettre ceci, la bielle d'entrée 48 est articulée par un axe d'articulation 50 qui est fixé au bâti. A mesure que la biellette d'entrée 48 pivote, elle déplace le rouleau 30 de la biellette munie d'un ressort en raison du déplacement de la biellette de commande 32 pour venir en contact avec le levier principal 22 à une distance différente de l'axe d'articulation 24 du levier principal 22. On a constaté qu'il existe une relation directe et unique entre la position angulaire de la biellette d'entrée 48 et le point de contact entre le rouleau 30 de la biellette munie d'un ressort et le levier principal 22. Ceci veut dire que le niveau de la force de sortie sélectionnée ne dépend que de la position angulaire de la biellette d'entrée 48. La relation entre cette position et la force de sortie sélectionnées est fonction de la conception spécifique, de la raideur du ressort, des longueurs relatives des biellettes et des positions des

axes d'articulation.

Dans de nombreuses applications, il est souhaitable d'obtenir une plus grande "résolution ou "sensibilité" de réglage, spécialement si la force sélectionnée est relativement faible. Ceci veut dire que, lorsque la force sélectionnée est faible, il faut faire en sorte qu'un léger mouvement, ou erreur dans le réglage de la biellette d'entrée 48 ne se traduise pas par une erreur trop grande dans le niveau de la force de sortie. Du fait que la biellette d'entrée 48 présente une plage limitée de déplacement utile, l'agencement le plus efficace pour minimiser cette erreur est de sélectionner une biellette fournissant une courbe de force de sortie en fonction de la position angulaire de la biellette d'entrée qui présente

une pente qui augmente à mesure que la force augmente.

Idéalement, la force varie de façon exponentielle avec la position angulaire. Bien que n'étant pas parfaitement exponentielle, la conception spécifique sélectionnée pour l'utilisation avec le système d'avance d'outil de honage est voisine de cet idéal et fournit une "résolution" de réglage beaucoup trop grande aux niveaux de forces inférieures. La gamme de forces qui peut être sélectionnée dépend de la conception spécifique du système de biellettes et de la raideur du ressort qui est utilisée. Il est possible, bien que cela ne soit pas habituellement souhaitable, de positionner le rouleau 30 de la biellette munie d'un ressort directement sur l'axe d'articulation 24 du levier principal pour obtenir une force de sortie égale à "zéro". Dans la pratique, la constance de la force diminue lorsque le rouleau 30 de biellette munie d'un ressort se trouve au voisinage immédiat de l'axe d'articulation mais on a découvert que des rapports aussi élevés que 100 à 1 peuvent être obtenus avec des constances de force excellentes en n'importe quel point à l'intérieur

de cette plage.

On peut effectuer de nombreuses façons et avec des degrés différents d'amélioration le positionnement de la biellette d'entrée 48 pour sélectionner ou modifier la force. Le plus simple est de prévoir une sélection manuelle de la force. On peut parvenir à cela en utilisant de nombreux mécanismes différents tels que des vis de réglage, un volant avec des pignons, des boulons serrés contre des encoches dans la biellette d'entrée 48 et des mécanismes analogues. La sélection peut également utiliser une graduation pour indiquer la quantité de force qui serait obtenue dans chaque position susceptible d'être sélectionnée. En se référant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté un système double de sélection de force, ce

système étant particulièrement approprié pour des machines-

outils telles que des machines de honage. Dans ce système, on peut sélectionner manuellement deux forces différentes en réglant deux vis de butée ou vis de limite de course, 52 et 54, qui peuvent être fixées aux volants gradués ou autre élément analogue. Un vérin pneumatique ou hydraulique 56 est prévu pour être utilisé dans une commutation rapide de la force de sortie entre les deux valeurs susceptibles d'être sélectionnées. Le vérin 56 est articulé sur la structure de support ou bâti de la machine par un axe d'articulation 58 à une de ses extrémités, et l'extrémité opposée du vérin 56 comprend un piston 60 qui est articulé sur la biellette d'entrée 48 par un autre axe d'articulation 62. La biellette d'entrée 48 est représentée dans une position o elle porte contre l'extrémité d'une vis de butée 54, qui est une vis de limite de force inférieure, cette position correspondant à une force de sortie relativement faible. A mesure que le dispositif de positionnement ou vérin 56 s'allonge, la biellette d'entrée 48 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à une position correspondant à une force de sortie plus élevée (non représentée). Ce mouvement se prolonge jusqu'à ce que la biellette d'entrée 48 soit arrêtée par sa venue en contact avec l'extrémité de la vis de limite de force supérieure 52. Par ce biais, le dispositif est réglé pour une force de sortie relativement élevée exercée sur la tige d'avance 28. Quand le vérin ou dispositif de positionnement 56 est un vérin hydraulique, comme représenté sur la figure

1, un système de sélection de force à deux étages est créé.

Avec cet agencement, on peut rapidement commuter la force de sortie entre les deux forces susceptibles d'être sélectionnées à l'aide d'un moyen de commande se trouvant sur la machine de honage ou autre machine- outil. Toutefois, même si le vérin 56 constitue un moyen permettant une commutation rapide entre les forces préréglées susceptibles d'être sélectionnées, on peut également régler manuellement la force de sortie désirée en réglant les vis de butée 52 et 54. Alors que le dispositif représenté sur la figure 1 utilise le vérin pneumatique ou hydraulique 56 pour effectuer un changement entre des forces susceptibles d'être sélectionnées, on peut également utiliser un moteur ou un agencement à vis avec un dispositif de codage ou un dispositif de positionnement à rétroaction. Un tel agencement peut être commandé électroniquement et peut être utilisé pour engendrer un "profil" de force ou un mode de changement de force variable de façon continue d'une manière programmée en fonction du temps ou de la position de la tige d'avance ou sensible à une mesure d'épaisseur en cours d'opération dans le cas d'une machine de honage, cela en tant que variable sélectionnée. Avec un tel agencement, il n'est pas nécessaire d'utiliser des vis de butée, telles que les vis 52 et 54, pour la sélection de force, et on obtiendrait une programmation de force à l'aide d'un système électronique d'entrée de données, tel qu'un clavier ou analogue. Bien que certains moyens pourraient être utilisés pour engendrer un "profil" de force et pour commander l'application d'une force à l'aide de moyens électroniques ou autres dispositifs analogues, le dispositif de la présente invention n'exige pas de tels moyens pour maintenir une force relativement constante sur une plage de déplacements relativement faibles, telle que celle qui est nécessaire pour actionner un mandrin de honage. Sur la figure 1, la biellette d'entrée 48 est représentée dans sa position de réglage de limite de force inférieure, la vis de limite de force inférieure 54 étant réglée sur une première position tandis, que sur la figure 2, la biellette d'entrée 48 est également représentée dans sa position de réglage de limite de force inférieure mais avec la vis de limite inférieure 54 réglée sur une position différente. La figure 2 montre également, en traits mixtes, la biellette d'entrée 48 ayant pivoté dans le sens des aiguilles d'une montre autour du bâti de support 44 par un déplacement angulaire jusqu'à son réglage de limite de force supérieure o elle est en contact avec la vis de

réglage 52.

La figure 3 est une représentation schématique du système d'avance 20 actionné par un ressort et commandé par un agencement de biellettes, ce système étant représenté sans le vérin 56 et les mécanismes associés. Les paramètres, les dimensions qui sont déterminées pour tout mode de réalisation particulier, sont (1) les dimensions de biellettes fixées de façon appropriée (A, B, C, M, R, a); (2) les positions relatives (D, E, G, H) des pivots ou axes d'articulation présents sur le bâti de la machine; (3) la constante de rappel (K) du ressort; et (4) la longueur libre (X0, non représenté sur la figure 3) de la biellette 34 munie d'un ressort. Les variables dans la structure représentée sur la figure 3 sont les positions angulaires (01, 02, 03, 04) des diverses biellettes, la longueur (X1) de la biellette 34 munie d'un ressort, la position relative (X2) du point o le rouleau 30 de biellette munie d'un ressort porte contre le levier principal 22 et la position correspondante (y) o le rouleau 26 porte contre l'extrémité de la tige d'avance 28, ces deux positions étant établies par rapport à la position déterminée de

l'axe d'articulation ou pivot 24.

La figure 4 est une vue partielle de l'extrémité 38 du pivot ou axe du rouleau de biellette munie d'un ressort et la figure 5 est un diagramme relatif au levier principal

22 pour une analyse statique de l'agencement de biellettes.

Une analyse statique est nécessaire pour déterminer la force de sortie F qui est appliquée à la tige d'avance 28, pour n'importe quelle position de l'agencement de

biellettes du rouleau 30 contre le levier principal 22.

A partir du diagramme cinématique (figure 3), on peut écrire cinq équations indépendantes d'équilibre statique: (C)cos(02) - (M)cos(04) + (Xl)cos(01) - E + D = 0 (C)sin(02) - (M)sin(04) + (X1)sin(Ol) - H + G = 0 (B+R)cos(c-03) + (X2)sin(O-03) + (X1)cos(01) -E = O (B+R)sin(O-03) + (X2)cos(O-03) + (Xl)sin(Ol) - H = O (A)sin(03) - y = O L'analyse statique fournit des équations de force et de moment suivantes: Fx, = O (fig. 3): (F1)sin(04-01) = (F3)sin(O4+a-O3) MO = O (fig. 4): (X2)(F3) = (F)(A)cos(03) Force de la biellette (non représentée) munie d'un ressort: F1 = K(X0-X1) Les équations de force peuvent être facilement combinées en une seule équation, par suppression de F1 et F3: [K(X0-X1)(X2)sin(04-01) + [(A)cos(03)sin(04+O-O3)] - F = o Le résultat de ces équations est que, pour un agencement de biellettes spécifiques défini, la force de sortie est fonction de la position angulaire de la biellette d'entrée 48 et de la position de la barre d'avance 28. En se référant à la figure 3, on peut exprimer cette fonction comme suit: F = f (02,y) Les paramètres réels de conception pour le dispositif selon la présente invention peuvent être sélectionnés par tâtonnement ou par un certain schéma d'optimisation pour obtenir les caractéristiques désirées de force de sortie. Pour une opération de honage, la force devrait rester aussi constante que possible sur la plage de déplacements de la barre d'avance 28 et les paramètres devraient être sélectionnés de manière à maintenir la force virtuellement constante dans la plage de déplacements de la barre d'avance. Dans ce cas, la force de sortie qui se situe à l'intérieur de la plage utile de la course (y) de la barre d'avance est fonction de l'angle de la biellette d'entrée uniquement: F t f(02) On va également tenir compte que le levier principal 22 peut être réalisé de manière à comporter une face plate contre laquelle portent les rouleaux 26 et 30, comme représenté, ou bien la face contre laquelle porte un seul ou la paire des rouleaux peut être courbée pour modifier les caractéristiques de force sur la plage de

déplacements de la biellette d'entrée 48.

Dans un dispositif tel qu'une machine de honage, les performances sont optimales lorsque la pression appliquée par l'abrasif contre la pièce en cours d'usinage est maintenue constante. Toutefois, la pression optimale varie largement d'une opération de honage à l'autre selon l'abrasif et les dimensions ainsi que selon le matériau de la pièce à usiner. Par conséquent, la force d'avance doit pouvoir être sélectionnée d'une façon continue de telle sorte que l'on puisse obtenir les performances optimales

pour toutes les opérations de honage.

Une combinaison spécifique d'agencement de biellettes et de ressort peut être conçue pour une machine de honage spécifique. En faisant intervenir un facteur d'échelle, on peut facilement réaliser d'autres combinaisons d'agencement de biellettes et de ressort pour obtenir des forces virtuellement constantes sur n'importe quelle distance donnée o la force de sortie peut être sélectionnée et o la force disponible maximale est 100 fois la force disponible minimale. Du fait que l'agencement de biellettes peut être mis à n'importe quelle dimension, les détails spécifiques donnés dans le présent exposé sont sans dimension de manière à décrire une "famille" de mécanismes à force constante. On a créé un mécanisme à force virtuellement constante quand les biellettes représentées sur la figure 3 présentaient les relations suivantes:

B/A = 0,100

C/A = 0,575

D/A = 1,075

E/A = 1,175

G/A = 0,900

H/A = 0,650

M/A = 0,678

R/A = 0,0474

X0/A = 1,397

aE= 0,430 On remarquera que l'angle a n'est pas une valeur mise à l'échelle. Toutefois, en raison du fait que l'analyse statique dépend uniquement de l'équilibre des moments autour de l'axe d'articulation 24 du levier principal, on peut créer un mécanisme équivalent en "coudant" le levier principal 22 au niveau de l'axe d'articulation 24 et en replaçant l'agencement de biellettes de commande (comprenant le bâti) en le faisant tourner du même angle autour de l'axe d'articulation 24 du

levier principal.

Dans le mode de réalisation le plus simple du dispositif selon la présente invention, lequel mode de réalisation est apte à produire uniquement un seul niveau de force de sortie (figure 11), la biellette d'entrée est absente et la biellette de commande 32 est articulée sur le bâti. La position de ce point de fixation par rapport aux autres axes d'articulation est déterminante pour l'uniformité de la force de sortie. Pour déterminer cet

emplacement, on peut utiliser les résultats donnés ci-

dessus pour le dispositif général en supposant que la biellette d'entrée 48 est présente mais que sa position est fixée à l'angle spécifique 02 qui correspond à la force de sortie unique désirée. On peut alors déduire mathématiquement d'après les résultats donnés ci- dessus la position de l'axe d'articulation de la biellette de commande. La figure 6 est un graphique de la "force" de sortie sans dimension en fonction de la "position" de sortie. On obtient que la force soit sans dimension en calculant un rapport avec la constante de rappel du ressort et la longueur "A". On peut voir qu'une force constante peut être obtenue sur une plage qui correspond à au moins 10 % de la dimension "A". On peut sélectionner cette force virtuellement constante de manière qu'elle ait une valeur quelconque comprise entre une force minimale qui est égale à 0,002 fois la constante de rappel du ressort multipliée par la dimension "A" jusqu'à une force maximale qui est égale à 0,2 fois la constante de rappel du ressort

multipliée par la dimension "A".

Une autre caractéristique importante de cette famille spécifique de mécanismes est la sensibilité presque optimale de la force de sortie visà-vis du moyen servant à sélectionner cette force de sortie. Pour de nombreuses applications (telles que pour des systèmes d'avance de machines de honage), la "résolution" idéale du dispositif d'entrée est telle qu'une variation à l'entrée devrait entraîner une variation de pourcentage équivalente dans la force de sortie en n'importe quel point de la plage de force disponible. Ceci veut dire qu'aucun point dans cette

plage est plus sensible aux erreurs d'entrée qu'un autre.

Dans de nombreuses applications, l'erreur absolue est moins

importante que le pourcentage d'erreur.

La grandeur d'entrée est la position angulaire 82 de la biellette d'entrée. La relation idéale est alors: drloq(F)] = constante (c'est-àdire une droite dO2 sur un graphique semi-logarithmique) La figure 7 est un graphique représentant la force de sortie sélectionnée tracée en fonction de l'angle de la biellette d'entrée. La famille spécifique de mécanismes décrits dans le présent exposé se rapproche considérablement de cette caractéristique idéale de la

sensibilité sortie/entrée.

On peut ajouter de nombreuses caractéristiques au mécanisme d'avance de base pour augmenter son utilité et/ou

l'ajuster à des applications spécifiques. Comme indiqué ci-

dessus, le dispositif peut aussi être commuté d'un niveau de force à un autre à l'aide d'un moyen d'actionnement qui modifie la position de la biellette d'entrée 48. Le moyen de positionnement servant à déplacer la biellette d'entrée peut se présenter sous de nombreuses formes y compris celle d'un dispositif pouvant varier d'une façon continue, comme par exemple un moteur et un mécanisme à vis, ou bien il peut être actionné par déplacement entre des positions discrètes à l'aide d'un vérin mu par un fluide ou autre moyen analogue. Il est également possible de faire varier dans le temps la position de la biellette d'entrée 48 afin de modifier la pression de honage d'un mandrin de honage à mesure que l'opération de honage progresse, ou par rapport à une prise de mesure en cours d'opération ou bien il peut être souhaitable de faire varier la position de la biellette d'entrée 48 par rapport à la position de la tige d'avance 28. Dans ce dernier cas, un capteur de position de barre d'avance ou un interrupteur sera nécessaire. Un tel dispositif à rétroaction est représenté sur la figure 8 o un capteur 80 de position de tige d'avance est représenté comportant un bras de déplacement 82 qui porte contre le

côté arrière du levier principal 22.

On pourrait utiliser un interrupteur plutôt que le capteur 80 et, dans ce cas, cet interrupteur serait monté sur un mécanisme à vis ou autre dispositif analogue pour permettre à l'opérateur de régler le "point de déclenchement" auquel l'interrupteur serait actionné et la

force de sortie serait modifiée.

Dans un dispositif spécifique, tel qu'un système d'avance pour une machine de honage, on peut utiliser une commande en deux étapes pour créer une étape de honage d'ébauche avec une certaine force voulue suivie par une étape de honage de finition avec une force relativement plus faible. La quantité de matériau enlevée de la pièce usinée pendant chaque étape dépend de l'application. De plus, on peut faire en sorte que le point o la force passe de l'étape de honage d'ébauche à l'étape de honage de finition corresponde à une position donnée de la tige d'avance 28, cette position représentant une certaine quantité de matière encore à enlever, ou bien on peut faire en sorte que ce point corresponde à une certaine autre grandeur mesurée, comme par exemple le temps. Le point o la force passe d'une force de honage d'ébauche à une force de honage de finition peut être un dispositif aussi simple qu'un interrupteur qui est actionné à une position particulière de la tige d'avance 28, cette position correspondant à une certaine cote connue ou cote constante d'alésage, une quantité connue ou constante de matière

restant encore à enlever pendant l'étape de finition.

On peut aussi utiliser un interrupteur ou un capteur de position de tige d'avance pour coordonner certaines autres fonctions de la machine avec la position de la tige d'avance. Par exemple, le capteur peut réagir à une condition représentant une cote prédéterminée de la pièce, de telle sorte que lorsque cette cote est atteinte ou aucune autre avance de la tige d'avance n'ait lieu. Ce point est parfois appelé le point d'arrêt zéro. Si le point d'arrêt zéro est fixe par rapport à l'agencement de biellettes, alors un mécanisme sera nécessaire pour positionner l'extrémité de la tige d'avance qui est reliée à l'outil de honage, cela de manière que le point d'arrêt

zéro corresponde à la cote de finition désirée de la pièce.

Lorsque l'outil de honage et son abrasif accusent une certaine usure, il devient nécessaire de compenser cette usure dans le moyen de positionnement de tige d'avance. La figure 8 montre un mécanisme possible pour effectuer cette tâche. Essentiellement, la tige d'avance est un agencement de vis d'avance en deux parties. On modifie la longueur de cet agencement en faisant tourner une des parties de l'agencement par rapport à l'autre. On peut effectuer cette opération par exemple à l'aide d'un agencement de pignons et/ou de poulies/courroies. Cet agencement peut, à son tour, être entraîné manuellement ou commandé par une machine, telle qu'un moteur ou un actionneur mécanique. L'organe d'entrée manuel peut être un volant gradué permettant d'obtenir une commande précise de la position de la tige d'avance. A l'aide de ces moyens, la tige d'avance 28 peut être allongée ou raccourcie pour positionner le coin de l'outil de honage de telle sorte que le point d'arrêt zéro corresponde à la cote de finition voulue de l'alésage et de manière à fournir ensuite une

compensation pour l'usure abrasif/outil.

On peut aussi utiliser un capteur de position de tige d'avance pour obtenir un affichage analogique ou numérique de la position de la tige d'avance. Dans le cas de la machine de honage, un affichage de la quantité de matière devant être enlevée de la pièce est plus utile de sorte que le signal est mis à l'échelle électroniquement pour afficher cette position. De plus, du fait que ce système d'avance peut se prêter à une grande diversité d'outils de honage, chacun présentant des angles différents de coins, on peut prévoir un moyen de sélection électronique pour mettre à l'échelle la position affichée

d'une façon précise pour chaque outil de honage.

La figure 12 montre un autre mode de réalisation du dispositif de la présente invention réalisé de manière à être commandé électroniquement. La fonction de positionnement de biellette d'entrée décrite ci-dessus peut être obtenue avec un moteur 90 muni d'un codeur 92 pour une sélection de force automatisée ou un profilage de force automatisée par interaction avec un microprocesseur 94 et une unité 96 clavier/écran d'affichage. Le microprocesseur 94 peut utiliser des données de temps ou de position de tige d'avance en provenance du capteur 80 ou des données de mesure d'épaisseur en cours d'opération comme données d'entrée pour commander le moteur 90. Avec un microprocesseur 94 également, les fonctions de positionnement de tige d'avance et de compensation d'usure de pierre abrasive décrites ci-dessus peuvent être obtenues à l'aide d'un moteur 98 de positionnement d'avance commandé par le microprocesseur 94 à l'aide des données d'entrée

provenant du clavier 96.

La force prise par la biellette de commande peut représenter un pourcentage important de la force engendrée par la biellette munie d'un ressort. Dans l'agencement de biellettes spécifique décrit de façon détaillée dans le

présent exposé, cette force peut être relativement élevée.

Il en résulte un moment important autour de l'axe d'articulation 50 o la biellette d'entrée 48 est articulée sur le bâti. La biellette d'entrée 48 est positionnée par les vis 52 ou 54 (non représentées) de limites de force manuelle et/ou le dispositif de positionnement 56. Pour déplacer la biellette d'entrée 48 ou même pour la maintenir immobile, il est nécessaire que des mécanismes de positionnement résistent au moment créé par la biellette de commande 32 agissant sur la biellette d'entrée 48. Dans le système d'avance spécifique décrit en détail dans le présent exposé, ce moment crée une force importante telle contre les vis 52 ou 54 de limitation de force qu'il n'est pas possible de les ajuster manuellement en utilisant un

moyen tel qu'un volant (non représenté) fixé à celles-ci.

Cette situation est aggravée par le fait que le dispositif de positionnement doit fournir une force importante pour déplacer la biellette d'entrée 48 ou pour la maintenir

contre l'une des vis de limite ou de butée 52 ou 54.

Une solution à ce problème consiste à adjoindre un moyen pour contrecarrer le moment créé sur la biellette d'entrée 48. Le ressort d'équilibrage ou compensation 84 de la figure 8 constitue un tel dispositif. Le ressort d'équilibrage 84 est monté sur un autre agencement de biellette extensible ou télescopique 86 qui est fixé par un moyen d'articulation 88 à une de ses extrémités au bâti

fixe et à son autre extrémité à la biellette d'entrée 48.

La constante de rappel du ressort et l'emplacement des points de fixation sont conçus de telle sorte que la force du ressort d'équilibrage 84 crée sur la biellette d'entrée 48 un moment qui agit dans la direction opposée à celle du moment créé par la force de la biellette de commande 32 en chaque position de la biellette d'entrée 48. Bien que cet équilibrage ou compensation ne soit pas parfait, la grandeur du moment d'équilibrage représente un pourcentage important du moment créé par la biellette de commande 32 dans toutes les positions. Le résultat est une réduction de la force appliquée aux vis 52 et 54 de limite de force de telle sorte qu'on puisse les faire tourner de façon relativement facile, même manuellement, et on peut utiliser un dispositif de positionnement plus petit (capacité de charge requise plus faible). Comme dans le dispositif représenté sur la figure 8, le ressort d'équilibrage 84 peut même présenter les mêmes caractéristiques que le

ressort 36 utilisé pour la biellette munie d'un ressort.

Des moyens sont nécessaires pour commander la position du levier principal 22 quand il n'est pas souhaitable d'appliquer toutes les forces sélectionnées de tige d'avance à la tige d'avance 28 comme par exemple dans un système d'avance de machine de honage pour des fonctions tellesque (1) le réglage ou le contrôle de la position d'arrêt zéro, (2) l'installation d'un outil de honage, (3) la mise en place et l'extraction de la pièce d'usinage, et (4) l'initialisation de la position de la tige d'avance. On peut obtenir ce résultat au moyen d'un actionneur agissant sur le levier principal 22 avec divers niveaux de possibilités. Un exemple serait l'utilisation d'une came (figure 9) de commande de rotation, dont la position serait déterminée par un actionneur rotatif ou linéaire et réalisée de manière à venir en contact avec le levier principal 22 pour positionner et empêcher l'avancement de

ce dernier.

Une commande manuelle de la position du levier principal 22 serait également souhaitable. Celle-ci pourrait être obtenue grâce à l'utilisation de volants et de vis de réglage. Une autre façon de commander manuellement la position du levier principal 22 consisterait à utiliser un câble 102 fixé à la came de commande 100 mentionnée ci-dessus et une pédale 104 comme représenté sur la figure 9. A mesure que la pédale 104 est enfoncée, le câble raccordé 102 se déplace avec la pédale 104 et tire sur la came de commande 100 pour faire tourner celle-ci contre le levier principal 22. Ceci a pour effet de déplacer le levier principal 22 vers l'arrière ou de

l'empêcher de se déplacer vers l'avant.

Dans certaines configurations du système d'avance actionné par un ressort commandé par l'agencement de biellettes, le moyen servant à commander le déplacement du levier principal 22 nécessite une aide pour neutraliser un moment élevé du levier principal et pour permettre l'utilisation d'une commande manuelle et d'un dispositif de positionnement plus petit (capacité de charge requise plus faible). Une façon de maintenir la force requise pour repositionner le levier principal 22 à un minimum consiste à faire en sorte que l'aide apportée dépende de la position de la biellette d'entrée 48 et, de ce fait, du moment du levier principal. La rétroaction fournit par un transducteur rotatif sur la biellette d'entrée 48 peut être utilisée pour commander un actionneur qui réglerait la quantité d'aide nécessaire pour permettre une commande manuelle et pour minimiser les besoins en énergie de

l'actionneur de positionnement de levier principal.

Un moyen mécanique pour adapter le degré d'aide en fonction de la position de la biellette d'entrée consisterait à utiliser un ressort 106 ayant une constante de rappel, une longueur et une position optimales et deux biellettes 108 et 110 ayant une longueur et une position optimales, comme représenté sur la figure 9. Le ressort 106 serait monté entre le bâti et le point d'articulation des deux biellettes 108 et 110, l'extrémité de la biellette 108 étant fixée à la biellette d'entrée 112 et l'extrémité de l'autre biellette 110 étant fixée à la partie de levier 114 de la came de commande 100. A mesure que la biellette d'entrée 112 tourne pour appliquer une plus grande force au levier principal 22, la came de commande 100 exige un moment plus grand pour tourner contre le levier principal 22 mais un moment d'assistance ou d'aide agissant sur la came 100 serait fourni par le ressort 106 et l'agencement

associé de biellette.

Pour certaines applications de la machine, un moyen pour commander et limiter la vitesse d'avance de la barre d'avance 28 pourrait se révéler souhaitable, comme décrit dans le brevet US N 4.397.658. Dans ce cas, un régulateur de position, comme par exemple un amortisseur à huile 120, peut être utilisé pour commander la vitesse du déplacement vers l'avant de la tige d'avance 28 à une vitesse constante réglée. L'amortisseur à huile 120 peut s'opposer et commander directement le déplacement vers l'avant de la tige d'avance 28 ou du levier principal 22, ou bien il peut commander la rotation d'une came de commande 122 qui porte contre le levier principal 22, comme représenté sur la

figure 10.

Une particularité que l'on a ajoutée au mode de réalisation de la figure 10 réside dans la présence d'un mécanisme 124 (électrique, mécanique, et/ou de toute autre nature) pour indexer automatiquement la longueur de la tige d'avance 28 pour compenser l'usure de la pierre de honage et l'usure de l'outil basée sur une donnée d'entrée fournie par un opérateur si un point d'arrêt zéro est utilisé ou basé sur la position de la tige d'avance si un dispositif extérieur de commande de cote en cours d'opération est

utilisé à la place du point d'arrêt zéro.

On voit maintenant que l'on a décrit plusieurs modes de réalisation d'un dispositif destiné à imprimer à un élément mobile un mouvement linéaire avec une force prédéterminée susceptible d'être sélectionnée et, pour ce faire, d'une manière qui permet au dispositif d'être réglé afin d'appliquer des forces différentes sélectionnées se

situant à l'intérieur d'une large plage de forces possible.

La présente description couvre un grand nombre de

possibilités facultatives comprenant celles qui permettent une commande manuelle aussi bien que motorisée sur le réglage de la force; elle montre qu'il est possible d'utiliser un actionnement par pédale, une force commandée à une ou plusieurs valeurs dans une machine-outil, telle

qu'une machine de honage o les commandes pour la machine-

outil peuvent être de nature manuelle ou automatique, et la possibilité de réaliser un mode de réalisation relativement simple du dispositif ainsi que des modes de réalisation plus compliqués procurant une plage plus grande de réglages en ce qui concerne la sélection de la force, ainsi que

d'autres options.

Il est bien entendu que la description qui précède

n'a été donnée qu'à titre illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être

apportées dans le cadre de la présente invention.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour appliquer, dans une machine comportant un élément d'avance mobile linéairement, une force sensiblement constante sur cet élément d'avance sur une plage limitée de déplacements de ce dernier, caractérisé en ce qu'il comprend: - un élément d'avance mobile (28) comportant un moyen pour supporter cet élément d'avance (28) en vue d'un déplacement linéaire, ledit élément d'avance (28) comportant des extrémités opposées dont une est adaptée pour porter contre un organe de travail devant être avancé et dont l'autre est destinée à être rencontrée par un moyen destiné à lui appliquer une force dans une direction afin de produire un déplacement linéaire de l'élément d'avance (28), un levier (22) ayant une première extrémité munie d'un moyen (26) adjacent à cette extrémité et adapté pour porter contre l'autre extrémité de l'élément d'avance (28) et une extrémité opposée, un moyen (24) placé entre lesdites extrémités supportant ledit levier (22) en vue de son pivotement, et - un moyen (36- 62) pouvant venir en contact avec ledit levier (22) à. un endroit compris entre le moyen de support pivotant (24) et l'extrémité opposée de ce levier pour lui appliquer une force commandée dans une direction d'application de force à l'élément d'avance (28), ledit moyen (30- 62)comprenant un agencement de biellettes (32-40) comportant une première biellette extensible (34) munie d'un ressort de compression (36) monté sur cette biellette dans une position o il exerce une force contre ledit levier (22), et une seconde biellette (32) dans l'agencement de biellettes -(32-40) pour régler la position o l'agencement de biellettes (32-40) porte contre le % levier (22) à mesure: que le levier (22) se déplace autour

du moyen de support pivotant (24).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première biellette extensible (34) comporte un rouleau (30) adjacent à son extrémité (38) qui porte contre le levier (22) et un moyen est associé à la seconde biellette (32) pour régler la position de celle-ci ainsi que la position o l'agencement de biellettes (32-40) porte contre le levier (22), avec un moyen pour effectuer une sélection entre deux positions différentes o l'agencement

de biellettes (32-40) porte contre le levier (22).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la relation angulaire entre la première biellette extensible (34) et la seconde biellette (32) établit le moment agissant sur le levier (22) et, de ce fait, la force appliquée par le levier (22) contre l'élément d'avance (28)

mobile linéairement.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de manière à exercer une force constante sur l'élément d'avance (28) mobile linéairement sur une plage prédéterminée de déplacements de cet élément d'avance (28) mobile

linéairement.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées pour produire une force qui diminue à mesure que l'élément d'avance (28)

mobile linéairement se déplace.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de manière que la force fournie à l'élément d'avance (28) mobile linéairement augmente à mesure que l'élément d'avance (28) mobile

linéairement se déplace.

7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les caractéristiques de ressort, les longueurs relatives des biellettes, et les positions relatives des points de pivotement sont sélectionnées de telle sorte que la force maximale susceptible d'être sélectionnée et appliquée à l'élément d'avance (28) mobile linéairement soit à peu près 100 fois la force minimale susceptible

d'être sélectionnée.

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'avance (28) mobile linéairement porte

contre un coin dans un mandrin de honage.

9. Dispositif pour maintenir une force relativement constante sur un élément mobile linéairement, caractérisé en ce qu'il comprend: - un élément (28) mobile linéairement comportant des première et seconde extrémités opposées et un moyen pour supporter cet élément en vue d'un déplacement linéaire, un levier (22) comportant un moyen (26) adjacent à une de ses extrémités et formant un contact exempt de frottement avec une des extrémités de l'élément (28) mobile linéairement, - un moyen (24) espacé de ladite extrémité du levier (22) et supportant de façon pivotante ce levier (22) sur un support fixe à un endroit intermédiaire le long de ce dernier, et - un moyen pouvant venir en contact avec le levier (22) sur le côté du moyen (24) de support pivotant de levier opposé au point de contact exempt de frottement pour appliquer une force au levier (22) et, par l'intermédiaire de ce levier (22), à l'élément (28) mobile linéairement, ledit moyen mentionné en dernier comprenant une paire de biellettes (32, 34) faisant un angle entre elles et articulées chacune en un point adjacent à une de leurs extrémités par un moyen (30) qui crée un contact exempt de frottement avec le levier (22), les extrémités opposées de chacune des biellettes (32, 34) faisant un angle entre elles étant articulées en des endroits espacés sur le support fixe (44), une desdites biellettes (32) qui font un angle entre elles ayant une longueur fixe et l'autre étant une biellette extensible (34) formée par des parties coulissantes pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre et comportant des parties d'extrémité (38, 40) opposées espacées et un ressort de compression (36), placé entre ces parties d'extrémité (38, 40), les écartant l'une de l'autre pour appliquer une pression par l'intermédiaire du contact exempt de frottement au levier (22) et par l'intermédiaire du levier (22) à l'élément (28) mobile linéairement.

10. Dispositif pour appliquer une force relativement constante à un élément mobile linéairement, caractérisé-en ce qu'il comprend un élément (28) monté en vue d'un déplacement linéaire, ledit élément (28) comportant des surfaces opposées, un levier (22) articulé, en un endroit intermédiaire(24), sur une structure de support fixe, ledit levier comportant un moyen (26) adjacent à une de ses extrémités et formant un contact exempt de frottement avec une des surfaces opposées de l'élément (28) mobile linéairement, et un moyen (30- 62) pour appliquer une force au levier (22) sur le côté du point de pivotement (24) opposé à l'élément (28) mobile linéairement pour appliquer une force au levier (22) au voisinage du point de pivotement (24) et à l'élément (28) mobile linéairement, ledit moyen (30-62) mentionné en dernier comprenant une paire de biellettes (32, 34) faisant un angle entre elles et articulées l'une sur l'autre en un point adjacent à une de leurs extrémités, les extrémités opposées desdites biellettes (32, 34) étant articulées respectivement en des endroits respectifs espacés sur la structure de support (44) fixe, une desdites biellettes (34) comportant un ressort de compression (36) qui est monté sur celle-ci pour en augmenter la longueur dans une direction d'application de force au levier (22), les articulations de l'autre extrémité des biellettes (32, 34) étant telles qu'un déplacement de l'élément (28) mobile linéairement, par suite de la force qui lui est appliquée du fait de la détente du ressort de compression (36), provoque la variation de la liaison exempte de frottement entre la paire de biellettes (32, 34) faisant un angle entre elles et le levier, grâce à quoi, à mesure que la force appliquée au levier (22), par suite de la détente du ressort de compression (36), diminue, la distance entre l'endroit o les biellettes (32, 34) portent sans frottement contre le levier (22) et le point de pivotement

(24) de ce dernier augmente.

- 11. Dispositif pour appliquer une pression virtuellement constante sur un élément mobile linéairement, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (28) mobile linéairement comportant un moyen pour supporter cet élément, un levier (22) de forme allongée comportant un moyen (26) adjacent à une de ses extrémités pour porter contre l'élément (28) mobile linéairement, un moyen (24) pour supporter de façon pivotante le levier (22) en un endroit intermédiaire le long de ce dernier, et un moyen (30-62) pouvant venir porter contre le levier (22) sur le côté du moyen de support pivotant (24) opposé à l'endroit o le levier (22) porte contre l'élément (28) mobile linéairement, ledit moyen (30-62) mentionné en dernier comprenant des biellettes faisant un angle entre elles et comprenant une première biellette (34) formée par des parties (38, 40) pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, un ressort (36) sollicitant dans un état allongé ces parties (38, 40) pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, une des extrémités de ladite première biellette (34) étant articulée sur une structure de support (44) fixe, l'extrémité opposée de la première biellette (34) étant articulée sur la seconde biellette (32) et un moyen (30) sur l'articulation de ces biellettes pour porter contre le levier (22), ladite seconde biellette (32) ayant une longueur fixe, un moyen (46-62) destiné à régler la position de l'extrémité opposée de la seconde biellette (32) et comprenant une biellette (48, 112) principale articulée sur la structure de support (44) et un moyen pour régler la position angulaire de la biellette principale (48, 112), de manière à modifier la position de l'endroit o la seconde biellette (32) est articulée sur cette

biellette principale.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen destiné à modifier la position de la biellette principale (48, 112) comprend un

moyen (56) actionné par un fluide.

13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen destiné à modifier la position de la biellette principale (48, 112) comprend un

moteur (90).

14. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour établir deux positions fixes possibles pour la biellette principale (48, 112), une desdites positions fixes établissant une première force du levier (22) contre l'élément (28) mobile linéairement et l'autre position fixe établissant une force différente du levier (22) contre l'élément (20) mobile linéairement, et un moyen pour déplacer la biellette

principale (48, 112) entre les deux positions fixes.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen destiné à établir les deux positions fixes possibles comprend un moyen (52, 54) pour

régler l'emplacement des positions fixes.

16. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième biellette (86) comportant une première extrémité articulée à un support fixe et une extrémité opposée articulée sur la biellette principale (48, 112), ladite troisième biellette

(86) comportant un ressort (84) qui est disposé sur celle-

ci à une position o il exerce une force sur la biellette principale (48, 112) dans une direction rendant le déplacement angulaire de cette dernière possible avec moins

de force.

17. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (80) comportant un élément mobile (82) pouvant venir en contact avec le levier (22), la position dudit élément mobile (82) indiquant la position instantanée de l'élément (28) mobile linéairement.

18. Dispositif selon la revendication 11, -caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur comportant un organe d'actionnement mobile pouvant venir en contact avec le levier (22), et un moyen sensible à l'état de l'interrupteur pour établir la force devant être appliquée

à l'élément (28) mobile linéairement par le levier (22).

19. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une came (100) pouvant venir en contact avec le levier (22) et un moyen pour déplacer la came (100) entre une position empêchant le levier (22) d'appliquer une force à l'élément (28) mobile linéairement et une position permettant à la force d'être appliquée par le levier (22) à l'élément (28) mobile

linéairement.

20. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comprend une came (122) pouvant venir en contact avec le levier, et un moyen (120) pour appliquer une force à la came (122) dans une direction o celle-ci commande le déplacement vers l'avant du levier (22) à une vitesse constante susceptible d'être sélectionnée.

21. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (90) relié fonctionnellement à la biellette principale (48, 112) pour déplacer la biellette principale de manière qu'une force différente soit appliquée à l'élément (28) mobile linéairement, et un moyen pour commander le moteur (90) comprenant un microprocesseur (94) relié au moteur (90) et un moyen (80) pour détecter la position de l'élément (28) mobile linéairement, ledit moyen (80) mentionné en dernier comportant une liaison avec le levier (22) et une liaison

avec le microprocesseur (94).

22. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une came (100) pouvant venir en contact avec le levier (22), un moyen (102, 104) pour appliquer une force à la came (100) dans une direction o elle contrecarre la force appliquée par le levier (22) à l'élément (28) mobile linéairement, et un actionneur pour

dégager du levier ladite came (100).

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen pour appliquer une force antagoniste supplémentaire à la came (100) pour diminuer la force requise par ledit moyen (102, 104) pour appliquer une force à la came (100), ledit moyen pour appliquer une force antagoniste supplémentaire comprenant un ressort (106), une biellette de came (110) et une biellette de réglage de force (108), ledit ressort (106) étant monté entre la structure de support fixe et une des extrémités de ladite biellette de came (110), l'extrémité opposée de ladite biellette de came (110) étant articulée sur ladite came (100), ledit ressort (106) appliquant une force par l'intermédiaire de ladite biellette de came (110) à ladite came (100) pour contrecarrer la force appliquée par le levier (22) à l'élément (28) mobile linéairement, ladite biellette de réglage de force (108) comportant une extrémité articulée sur ladite biellette de came (110) en un point adjacent à ladite extrémité de cette dernière et une extrémité opposée articulée sur ladite biellette principale (48, 112) pour modifier l'effet dudit ressort (106) en appliquant une force à ladite came (100) lors du réglage de la position

angulaire de la biellette principale (48, 112).

24. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les longueurs relatives des biellettes (32, 34) faisant un angle entre elles, la constante de rappel du ressort (36) et les positions relatives des articulations de la biellette principale (48, 112) et du levier (22) sont sélectionnées de manière que le niveau de la force de sortie appliquée à l'élément (28) mobile linéairement varie de façon exponentielle avec les variations de la position angulaire de la biellette principale (48, 112), les variations incrémentielles de la force de sortie nécessitant un déplacement angulaire plus grand de la biellette principale (48, 112) lorsque la force de sortie est relativement faible en comparaison de ce qu'elle est lorsque la force de sortie est relativement grande.