FR2751901A1

FR2751901A1 - Valve seat cutter for internal combustion engine cylinder heads

Info

Publication number: FR2751901A1
Application number: FR9609844A
Authority: FR
Inventors: Edmond Mas
Original assignee: Renault Automation SA
Current assignee: Renault Automation Comau SA
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-06
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: FR2751901B1

Abstract

The cutter has a tool (122) displaced along an axis perpendicular to the rotary axis of the tool holder (100) which drives it for rotation and axial movement. The synchronisation between the axial translation movement of the tool holder, its rotation and radial movement of the tool is assured by a numerical control circuit with a synchronising safety control. The tool is mounted on a carriage (120) sliding relative to the tool holder, with the radial movement controlled by an endless screw mounted perpendicularly to the rotary axis of the tool carrier.

Description

MACHINE-OUTIL D'USINAGE DES SIEGES DE SOUPAPES COMBINE
AVEC I'ALESAGE DES GUIDES ET SON DISPOSITIF DE
SYNCHRONISATION DE SECURITE
La présente invention a trait à l'usinage des sièges de soupape et notamment aux adaptations permettant d'assurer l'usinage des sièges de soupape combiné avec l'alésage du guide correspondant dans les meilleures conditions.COMBINED VALVE SEAT MACHINE TOOL
WITH THE BORE OF THE GUIDES AND ITS DEVICE
SECURITY SYNCHRONIZATION
The present invention relates to the machining of the valve seats and in particular to the adaptations allowing the machining of the valve seats combined with the bore of the corresponding guide in the best conditions.

Classiquement, dans un moteur à combustion interne la culasse située au dessus du cylindre dans lequel coulisse le piston, est alésée de façon à recevoir les soupapes qui sont disposées au dessus du cylindre afin d'assurer les différents cycles de fonctionnement du moteur, Lors des phases classiques du moteur à combustion interne, le culbuteur sous l'action de l'arbre à cames fait monter ou descendre les soupapes de façon à permettre l'admission de combustible ou l'échappement de gaz. Lors de la phase d'échappement, la ou les soupapes d'admission sont fermées et la ou les soupapes d'échappement sont ouvertes; inversement lors de la phase d'admission, la ou les soupapes d'admission sont ouvertes et la ou les soupapes d'échappement sont fermées. Conventionally, in an internal combustion engine, the cylinder head located above the cylinder in which the piston slides, is bored so as to receive the valves which are arranged above the cylinder in order to ensure the different operating cycles of the engine. Conventional phases of the internal combustion engine, the rocker under the action of the camshaft causes the valves to go up or down so as to allow the admission of fuel or the escape of gas. During the exhaust phase, the intake valve (s) are closed and the exhaust valve (s) are open; conversely during the intake phase, the intake valve (s) are open and the exhaust valve (s) are closed.

En outre, lors des phases de compression, explosion/ détente, les soupapes sont fermées.In addition, during the compression, explosion / expansion phases, the valves are closed.

L'étanchéité des chambres de combustion, de compression et de détente dépend, entre autres, de l'étanchéité existante entre les soupapes et la culasse, Le siège de soupape est un élément intermédiaire entre la surface de la culasse et la soupape permettant de supporter les contraintes et les mouvements constants de celle-ci, Le profil actuel de la tête de soupape étant de forme conique, le siège doit pouvoir l'épouser afin d'assurer une étanchéité parfaite, garante d'un bon fonctionnement avec un rendement maximum et sans pollution dues à une mauvaise combustion ou un mauvais échappement.The tightness of the combustion, compression and expansion chambers depends, among other things, on the tightness existing between the valves and the cylinder head. The valve seat is an intermediate element between the surface of the cylinder head and the valve allowing it to support constraints and constant movements thereof, The current profile of the valve head being conical, the seat must be able to marry it in order to ensure a perfect seal, ensuring proper operation with maximum efficiency and without pollution due to poor combustion or poor exhaust.

La tête de soupape en position fermée se loge dans le siège de soupape. Sa tige, quant à elle, coulisse sous l'action des culbuteurs et a donc un mouvement de translation rapide qui nécessite un élément intermédiaire de guidage pouvant supporter ces mouvements rapides changeants et avec des contraintes. Ainsi, les soupapes coulissent dans des guides et il est donc primordial d'assurer la coaxialité de l'axe de guidage avec l'axe du siège de soupape afin de garantir la meilleure étanchéité possible au niveau du siège et donc du cylindre, à des fins de meilleur rendement. The valve head in the closed position is housed in the valve seat. Its rod, for its part, slides under the action of the rocker arms and therefore has a rapid translational movement which requires an intermediate guide element capable of supporting these rapid changing movements and with constraints. Thus, the valves slide in guides and it is therefore essential to ensure the coaxiality of the guide axis with the axis of the valve seat in order to guarantee the best possible seal at the seat and therefore the cylinder, at purposes of best performance.

L'usinage des sièges de soupapes logés dans la culasse combiné avec l'alésage du guide de soupape correspondant, est la meilleure solution trouvée aux problèmes d'usinage soulevés ci-dessus. The machining of the valve seats housed in the cylinder head combined with the bore of the corresponding valve guide, is the best solution found to the machining problems raised above.

Plusieurs dispositifs existent et fonctionnent à ce jour. Les plus courants comportent une broche tournante équipée d'un outil à chanfreiner qui assure l'usinage du siège et une broche coaxiale et interne à la première comportant un outil à aléser qui avance par rapport à l'outil de la première broche afin d'usiner le guide et servir d'axe pour l'usinage concentrique du siège de soupape. Ces dispositifs qui ne sont pas capables pour la plupart d'usiner les sièges avec une forme complexe telle que celle des têtes de soupapes, ne peuvent réaliser qu'une succession de cônes coaxiaux suivant un profil plus ou moins ressemblant au profil de la tête de soupape. L'étanchéité de l'assemblage et du cylindre dépendant de l'ajustement du siège avec la tête de soupape, il est indispensable que le siège s'adapte de façon optimale à la tête de soupape. Several devices exist and operate to date. The most common include a rotating spindle equipped with a chamfering tool which ensures the machining of the seat and a coaxial and internal spindle to the first comprising a boring tool which advances relative to the tool of the first spindle in order to machine the guide and serve as the axis for concentric machining of the valve seat. These devices which for the most part are not capable of machining the seats with a complex shape such as that of the valve heads, can only produce a succession of coaxial cones in a profile more or less resembling the profile of the valve head. valve. The tightness of the assembly and the cylinder depends on the adjustment of the seat with the valve head, it is essential that the seat adapts optimally to the valve head.

Un autre inconvénient aux dispositifs déjà existants est qu'ils ne sont pas prévus pour plusieurs types de soupape et ne peuvent s'adapter à aucune variante de forme. I1 est donc nécessaire d'être équipé d'une machine différente pour chaque modèle de soupape différent afin d'usiner le siège de soupape et le guide correspondant. Cet inconvénient a pour principale conséquence un surcoût notable d'usinage des culasses. Another drawback to the already existing devices is that they are not intended for several types of valve and cannot be adapted to any variant shape. It is therefore necessary to be equipped with a different machine for each different valve model in order to machine the valve seat and the corresponding guide. The main consequence of this drawback is a significant additional cost for machining the cylinder heads.

La demanderesse a aussi constaté les difficultés de repérage de la position des outils par une machine-outil d'usinage à commande numérique du type de celle utilisée pour l'usinage des sièges de soupapes combiné avec l'alésage du guide, lorsque celle-ci est soumise à un arrêt d'urgence ou à une coupure de courant ou encore à une défaillance technique d'un ou plusieurs des organes de la chaîne d'asservissement, qu'ils soient électriques, électroniques ou mécaniques. Ces machines, devant assurer un usinage synchronisé entre l'avance de la broche, la rotation de l'outil à chanfreiner, I'avance de l'alésoir et la rotation de celui-ci afin de permettre un usinage précis, sont équipées d'organes de haute technologie ou demandant des moyens de réalisation spéciaux qui sont d'un coût très élevé et souvent très sensibles à l'environnement extérieur. Il est donc très important de protéger ces organes afin de permettre un fonctionnement optimal de la machine. La défaillance d'un élément dans la chaîne d'asservissement pourrait provoquer un emballement incontrôlé de la machine, fausser ses repères et endommager les organes de précision. The Applicant has also noted the difficulties in locating the position of the tools by a numerically controlled machine tool of the type of that used for the machining of valve seats combined with the bore of the guide, when the latter is subject to an emergency stop or a power failure or to a technical failure of one or more of the organs of the control chain, whether electrical, electronic or mechanical. These machines, which must ensure synchronized machining between the advance of the spindle, the rotation of the chamfering tool, the advance of the reamer and the rotation of the latter in order to allow precise machining, are equipped with high-tech bodies or requiring special means of production which are very expensive and often very sensitive to the external environment. It is therefore very important to protect these organs in order to allow optimal operation of the machine. The failure of an element in the servo chain could cause the machine to run out of control, distort its marks and damage the precision components.

Un autre inconvénient de ce type de machine-outil à synchronisation réside lors du changement d'un organe, car le synchronisme n'est plus respecté et demande donc une nouvelle phase de mise au point qui, si elle n'est pas réalisée dans de bonnes conditions, peut entraîner un défaut dans l'usinage et donc de mauvaises pièces ou l'endommagement des organes réalisant cet usinage. Another disadvantage of this type of synchronized machine tool is when changing an organ, since synchronism is no longer respected and therefore requires a new phase of development which, if not carried out in good conditions, can cause a defect in machining and therefore bad parts or damage to the bodies performing this machining.

Un autre inconvénient des machines-outils à commande numérique réside, lors de la programmation de la commande par l'opérateur, car une erreur peut se glisser dans le programme et amener la machine-outil à dépasser les zones extrêmes d'usinage possible et endommager les organes réalisant l'usinage ou bien les éléments d'entraînement. La synchronisation étant difficile à obtenir et le coût de ces organes étant très élevé, il est indispensable de les protéger de toute défaillance. Another disadvantage of numerically controlled machine tools lies in the operator's programming of the command, because an error can creep into the program and cause the machine tool to exceed the extreme areas of possible machining and damage the bodies performing the machining or the drive elements. Since synchronization is difficult to obtain and the cost of these members being very high, it is essential to protect them from any failure.

Partant de cet état de fait, la demanderesse a donc mené des recherches visant à améliorer la flexibilité des machines-outils assurant l'usinage des sièges de soupapes combiné avec l'alésage du guide correspondant et leur capacité à se prémunir des défaillances possibles d'un ou plusieurs organes, tout en assurant ces usinages dans les meilleures conditions. Ces recherches ont abouti à la conception d'une machine-outil originale pouvant répondre aux évolutions possibles de la forme des soupapes et permettant d'obtenir un profil plus adapté à celle-ci. On the basis of this fact, the applicant has therefore carried out research aimed at improving the flexibility of machine tools ensuring the machining of valve seats combined with the bore of the corresponding guide and their capacity to protect against possible failures of one or more organs, while ensuring these machining operations under the best conditions. This research led to the design of an original machine tool capable of responding to possible changes in the shape of the valves and making it possible to obtain a profile more suited to it.

Suivant l'invention, la machine-outil d'usinage des sièges de soupapes combiné avec l'alésage du guide est remarquable en ce que l'usinage du siège de soupape est assuré par un outil se déplaçant le long d'un axe perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche porte-outil qui l'entraîne en rotation et en translation axiale, la synchronisation entre le mouvement de translation axial de la broche, le mouvement de rotation de celle-ci et le mouvement de translation radial de l'outil nécessaire à l'usinage du siège de soupape étant assurée par une commande numérique et par un dispositif de synchronisation de sécurité. L'utilisation d'un outil mobile radialement permet à celui-ci d'assurer l'usinage complet du siège de soupape avec une grande précision et suivant sa programmation, l'usinage d'une autre forme de siège sans changer d'outil ou de machine-outil. According to the invention, the machine tool for machining the valve seats combined with the bore of the guide is remarkable in that the machining of the valve seat is ensured by a tool moving along an axis perpendicular to the axis of rotation of the tool spindle which drives it in rotation and in axial translation, the synchronization between the axial translational movement of the spindle, the rotational movement of the latter and the radial translational movement of the The tool necessary for machining the valve seat is provided by a digital control and by a safety synchronization device. The use of a radially movable tool allows it to ensure complete machining of the valve seat with great precision and, depending on its programming, the machining of another form of seat without changing the tool or machine tool.

Un autre avantage à l'utilisation d'un outil mobile radialement, est de réaliser les chanfreins d'entrée et de fuite des sièges, là ou un usinage classique aurait demander plusieurs autres machines. Ainsi, une chaîne d'usinage des sièges de soupapes de culasses pour voitures peut se transformer en chaîne d'usinage des sièges de soupapes de culasses pour camions sans changer de machine et sans entraîner donc de surcoût en machine et en surface d'atelier. Another advantage in using a radially movable tool is to produce the chamfers for the entry and the flight of the seats, where conventional machining would require several other machines. Thus, a chain of machining of cylinder head valve seats for cars can be transformed into a chain of machining of cylinder head valve seats for trucks without changing the machine and therefore causing no additional cost in machine and workshop area.

Un autre avantage à l'utilisation d'un outil mobile radialement permet d'obtenir une meilleure qualité d'usinage que pour un usinage utilisant un outil classique à chanfreiner. Suivant la trajectoire numérisée, l'outil pourra assurer au siège de soupape une surface curviligne et donc plus adaptée que la surface formée de troncs de cône que l'on obtient par les dispositifs existants dans l'état actuel de la technique. Another advantage of using a radially movable tool makes it possible to obtain a better quality of machining than for machining using a conventional chamfering tool. According to the digitized trajectory, the tool will be able to provide the valve seat with a curvilinear surface and therefore more suitable than the surface formed by truncated cones which is obtained by existing devices in the current state of the art.

L'utilisation d'un outil de chariotage permettra de réaliser l'usinage de matière plus dure comparée aux matériaux utilisés jusqu'à maintenant pour les sièges de soupapes, ce qui aura pour conséquences d'allonger la durée de vie des susdits sièges et de permettre la réalisation de soupapes en matériau plus tendre et donc de diminuer leur coût de fabrication.The use of a turning tool will allow the machining of harder material compared to the materials used until now for valve seats, which will have the consequences of lengthening the life of the above seats and allow the production of softer material valves and therefore reduce their manufacturing cost.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le susdit outil est monté sur un chariot en liaison glissière avec la broche porte-outil et avec un déplacement radial assuré par une vis à pas fin disposée perpendiculairement par rapport à l'axe de rotation de la broche, dont la partie non filetée est montée en pivot avec la broche porte-outil et la partie filetée en liaison hélicoïdale avec le susdit chariot. Ainsi, tout en déplaçant la broche selon un mouvement de translation et de rotation, l'outil peut se déplacer radialement de façon à fournir le profil recherché pour le siège de soupape. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the above-mentioned tool is mounted on a carriage in sliding connection with the tool-holder spindle and with a radial displacement ensured by a fine-pitch screw arranged perpendicularly to the axis of rotation of the spindle, the non-threaded part of which is pivoted with the tool-holder spindle and the threaded part in helical connection with the above-mentioned carriage. Thus, while moving the spindle in a translational and rotational movement, the tool can move radially so as to provide the desired profile for the valve seat.

Ce déplacement sera avantageusement commandé par la rotation de la vis qui, suivant son pas et son sens de rotation, pourra assurer un déplacement en translation plus ou moins grand au chariot et donc à l'outil.This movement will advantageously be controlled by the rotation of the screw which, according to its pitch and its direction of rotation, can ensure a more or less large translational movement of the carriage and therefore of the tool.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'axe de la susdite vis à pas fin assurant le déplacement radial de l'outil est légèrement décalé dans son plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche porte-outil afin que son axe ne soit pas concourant avec l'axe de rotation de la broche, pour permettre le passage d'un alésoir et réaliser l'usinage du guide de soupape sur le même axe que le siège de soupape. L'usinage du siège de soupape peut alors avantageusement être combiné avec l'alésage du guide situé sur le même axe. According to another particularly advantageous characteristic of the invention, the axis of the said fine-pitch screw ensuring the radial displacement of the tool is slightly offset in its plane perpendicular to the axis of rotation of the tool-holder spindle so that its axis is not concurrent with the axis of rotation of the spindle, to allow the passage of a reamer and perform the machining of the valve guide on the same axis as the valve seat. The machining of the valve seat can then advantageously be combined with the bore of the guide located on the same axis.

L'entraînement de cette vis à pas fin est avantageusement réalisé au moyen d'un pignon conique qui, s'engrenant avec une roue dentée conique coaxiale à l'axe de la broche porte-outil, entraîne en rotation ladite vis pour assurer, au moyen de sa liaison hélicoïdale avec le susdit chariot, le mouvement radial de l'outil. The drive of this fine pitch screw is advantageously carried out by means of a bevel gear which, meshing with a bevel gear coaxial with the axis of the tool-holder spindle, rotates said screw to ensure, at by means of its helical connection with the above-mentioned carriage, the radial movement of the tool.

Avantageusement, le déplacement radial de l'outil et la rotation de la broche sont réalisés séparément par deux moteurs, de sorte que la différence de vitesse de rotation des deux entraînements permet le déplacement radial de l'outil. Ainsi, lorsque les deux entraînements sont synchronisés, le pignon conique et la vis ne tournent pas gardant fixe l'outil, la machine-outil réalise un usinage cylindrique. Pour réaliser une forme tronconique, l'outil sera alors progressivement décalé, suivant la trajectoire numérisée, vers l'axe de rotation de la broche par la différence de vitesses de rotation des deux entraînements. En effet, cette différence de vitesse, contrôlée par la commande numérique, créée un déplacement relatif de la roue conique dentée s'engrenant avec le pignon conique de la vis à pas fin commandant la translation radiale de l'outil par rapport à la broche porte-outil avec laquelle la vis est en liaison pivot. Ce mouvement relatif permet l'entraînement en rotation du pignon conique et donc le déplacement radial de l'outil. Advantageously, the radial displacement of the tool and the rotation of the spindle are carried out separately by two motors, so that the difference in speed of rotation of the two drives allows the radial displacement of the tool. Thus, when the two drives are synchronized, the bevel gear and the screw do not rotate keeping the tool fixed, the machine tool performs cylindrical machining. To achieve a frustoconical shape, the tool will then be gradually shifted, along the digitized path, towards the axis of rotation of the spindle by the difference in rotational speeds of the two drives. In fact, this difference in speed, controlled by digital control, creates a relative displacement of the bevel gear meshing with the bevel gear of the fine pitch screw controlling the radial translation of the tool relative to the spindle -tool with which the screw is pivotally connected. This relative movement allows the bevel gear to rotate and therefore to move the tool radially.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, un dispositif de sécurité a été conçu pour résoudre les problèmes de la synchronisation des deux moteurs et du positionnement de l'outil indispensable au bon fonctionnement de la machine-outil, problèmes qui pourraient apparaître lors d'un arrêt accidentel ou d'une défaillance de la machine. According to another particularly advantageous characteristic of the invention, a safety device has been designed to solve the problems of the synchronization of the two motors and of the positioning of the tool essential for the proper functioning of the machine tool, problems which could arise during accidental shutdown or machine failure.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ce dispositif de sécurité reproduit la transmission mécanique utilisée pour l'usinage au moyen de deux roues dentées coaxiales superposées et disposées de façon à être entraînées l'une par le moteur d'entraînement en rotation de la broche et l'autre par le moteur d'entraînement en rotation de l'arbre solidaire de la roue conique. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, this safety device reproduces the mechanical transmission used for machining by means of two coaxial toothed wheels superimposed and arranged so as to be driven one by the drive motor in rotation of the spindle and the other by the motor for rotating the shaft integral with the bevel gear.

Avantageusement, un arbre de repérage aligné avec l'axe de rotation des deux roues dentées, est monté en liaison glissière avec la roue dentée entraînée par le moteur de rotation broche et en liaison hélicoïdale avec la roue dentée entraînée par le moteur d'entraînement de l'arbre solidaire de la roue conique, de façon à ce que, lors de la désynchronisation des deux entraînements, cet arbre de repérage ait un mouvement axial dont les positions extrêmes et la position médiane sont mesurables par des capteurs de position. Ainsi lors d'un arrêt accidentel de la machine-outil et de sa remise en marche, la commande numérique ne continuera pas le déplacement axial de l'outil si celui-ci a atteint une position extrême, protégeant l'outil et la vis à pas fin des dangers induits par un dépassement des cotes d'usinage.Advantageously, a locating shaft aligned with the axis of rotation of the two toothed wheels, is mounted in slide connection with the toothed wheel driven by the spindle rotation motor and in helical connection with the toothed wheel driven by the drive motor. the shaft integral with the bevel wheel, so that, during the desynchronization of the two drives, this locating shaft has an axial movement, the extreme positions and the middle position of which can be measured by position sensors. Thus, during an accidental stop of the machine tool and its restarting, the digital control will not continue the axial displacement of the tool if it has reached an extreme position, protecting the tool and the screw. end of the dangers induced by exceeding the machining dimensions.

Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'une machine-outil d'usinage des sièges de soupapes combiné avec l'alésage des guides et de son dispositif de synchronisation de sécurité conforme à l'invention. The fundamental concepts of the invention having just been exposed above in their most elementary form, other details and characteristics will emerge more clearly on reading the description which follows, giving by way of nonlimiting example and in with regard to the accompanying drawings, an embodiment of a machine tool for machining valve seats combined with the bore of the guides and its safety synchronization device according to the invention.

Cette description se réfère aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue en coupe schématique de l'ensemble cinématique de la machine-outil concernant l'usinage seul.This description refers to the accompanying drawings in which
Figure 1 is a schematic sectional view of the kinematic assembly of the machine tool for machining alone.

La figure 2 est une vue en coupe schématique de l'ensemble de la machineoutil avec son dispositif de synchronisation de sécurité. Figure 2 is a schematic sectional view of the entire machine tool with its safety synchronization device.

Telle qu'illustrée sur le dessin de la figure 1, la machine-outil référencée dans son ensemble M comporte, suivant les caractéristiques principales de l'invention, une broche porte-outil 100 montée en pivot par rapport à un bâti B, identifié par les roulements dessinés en forme de carrés à diagonales qui assurent les liaisons pivot entre les éléments tournants et le bâti B lequel est mobile en translation suivant la flèche à double sens T1. As illustrated in the drawing in FIG. 1, the machine tool referenced as a whole M comprises, according to the main characteristics of the invention, a tool-holder spindle 100 pivotally mounted relative to a frame B, identified by the bearings drawn in the form of diagonal squares which provide the pivot connections between the rotating elements and the frame B which is movable in translation along the two-way arrow T1.

Une vis à pas fin 110, est montée en pivot sur sa partie non-filetée et perpendiculairement à l'axe de rotation sur la broche porte-outil 100, et est en liaison hélicoïdale sur sa partie filetée avec un écrou d'entraînement 121 d'un chariot 120. Ce chariot 120 est en liaison glissière avec la broche porte-outil 100 suivant un axe perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche 100, liaison permettant à l'outil 122 monté sur le chariot 120 de suivre un mouvement de translation radial représenté par la flèche à double sens T2. A fine pitch screw 110 is pivotally mounted on its non-threaded part and perpendicular to the axis of rotation on the tool-holder spindle 100, and is in helical connection on its threaded part with a drive nut 121 d 'a carriage 120. This carriage 120 is in sliding connection with the tool-holder spindle 100 along an axis perpendicular to the axis of rotation of the spindle 100, connection allowing the tool 122 mounted on the carriage 120 to follow a movement of radial translation represented by the two-way arrow T2.

Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la susdite vis 110 comporte un pignon conique 111 lequel s'engrène avec les dents d'une roue conique 200 qui lorsqu'elle tourne, entraîne en rotation la vis à pas fin 110. La vis à pas fin 110, par son mouvement en rotation, assure au moyen de sa liaison hélicoïdale avec l'écrou d'entraînement 121, un mouvement de translation au chariot 120. Cette translation permet à l'outil 122 de suivre n'importe quelle trajectoire de coupe suivant la rotation de la vis à pas fin 110, judicieusement combinée avec les mouvements de rotation de la broche porte-outil 100 et de translation du bâti B. La synchronisation et la combinaison sont gérées par la commande numérique qui permet à l'outil 122 de suivre la trajectoire numérisée par le programme d'usinage et de pouvoir reproduire, en suivant une trajectoire "conique hélicoïdale", la courbe de la tête de soupape de façon à ce que, l'ajustement entre le siège de soupape et la soupape soit optimal. Cette flexibilité de trajectoire permet à l'outil 122 de façonner plusieurs types de sièges de soupapes et de leur assurer une courbure progressive garante d'une bonne étanchéité entre la soupape et le siège. According to a preferred embodiment of the invention, the aforesaid screw 110 comprises a bevel gear 111 which meshes with the teeth of a bevel wheel 200 which when it rotates, drives the fine pitch screw 110 in rotation. fine pitch screw 110, by its rotational movement, ensures by means of its helical connection with the drive nut 121, a movement of translation to the carriage 120. This translation allows the tool 122 to follow any cutting path following the rotation of the fine pitch screw 110, judiciously combined with the movements of rotation of the tool-holder spindle 100 and translation of the frame B. The synchronization and the combination are managed by the digital control which allows the tool 122 to follow the trajectory digitized by the machining program and to be able to reproduce, following a "conical helical" trajectory, the curve of the valve head so that, the adjustment between the valve seat and the valve is optimal. This flexibility of trajectory allows the tool 122 to shape several types of valve seats and to provide them with a progressive curvature ensuring a good seal between the valve and the seat.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, I'axe de rotation de la vis à pas fin 110 est décalé dans le plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la broche porte-outil 100 auquel il appartient de façon à ne pas être concourant avec le susdit axe de rotation pour permettre le passage d'un alésoir 300 dans le même axe que l'axe de rotation de l'outil 122 afin d'autoriser un usinage de siège S coaxial à l'alésage du guide G. Cette disposition a pour grand avantage de permettre la réalisation de l'usinage du siège de soupape S combiné avec l'alésage du guide de soupape G, tout en assurant une coaxialité optimale entre les deux éléments. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the axis of rotation of the fine-pitch screw 110 is offset in the plane perpendicular to the axis of rotation of the tool-holder spindle 100 to which it belongs so as not to be concurrent with the aforesaid axis of rotation to allow the passage of a reamer 300 in the same axis as the axis of rotation of the tool 122 in order to allow machining of seat S coaxial with the bore of the guide G. This This arrangement has the great advantage of allowing the machining of the valve seat S combined with the bore of the valve guide G, while ensuring optimum coaxiality between the two elements.

Cet alésoir 300 est fixé dans le prolongement d'un axe-support 310, qui coulisse selon la flèche à double sens T3 à l'intérieur d'un arbre creux 210 coaxial et solidaire à la roue conique dentée 200 engrenant avec le pignon conique denté 111 de la vis à pas fin 110. Avantageusement, L'arbre creux 210 est monté en pivot à l'intérieur de la broche porte-outil 100 et est muni d'un pignon denté 211 qui s'engrène avec les dents d'un autre pignon 410 d'un arbre 400 entraîné en rotation par un moteur M1. La broche porte-outil 100 est quant à elle munie d'un pignon denté 130 qui s'engrène avec un autre pignon denté 510 solidaire d'un arbre 500 monté en pivot par rapport au bâti B entraîné en rotation par un moteur M2. This reamer 300 is fixed in the extension of a support axis 310, which slides along the two-way arrow T3 inside a hollow shaft 210 coaxial and integral with the bevel gear 200 meshing with the bevel gear 111 of the fine-pitch screw 110. Advantageously, the hollow shaft 210 is pivotally mounted inside the tool-holder spindle 100 and is provided with a toothed pinion 211 which meshes with the teeth of a another pinion 410 of a shaft 400 rotated by a motor M1. The tool-holder spindle 100 is itself provided with a toothed pinion 130 which meshes with another toothed pinion 510 secured to a shaft 500 pivotally mounted relative to the frame B driven in rotation by a motor M2.

L'arbre creux solidaire 210 de la susdite roue conique dentée 200 et la susdite broche porte-outil 100 sont respectivement entraînés séparément en rotation par un moteur de rotation "arbre" M1 et un moteur de rotation "broche" M2 dont les vitesses de rotation sont gérées par la susdite commande numérique afin de permettre, suivant le programme d'usinage, une synchronisation ou une désynchronisation des deux entraînements. Cette disposition a pour avantage de créer une vitesse relative entre la rotation de la roue conique dentée 200 solidaire de l'arbre creux 210 monté en pivot dans la broche porte-outil 100 et la rotation de la broche porte-outil 100 elle-même. The hollow shaft 210 integral with the aforesaid bevel gear 200 and the aforesaid tool-holder spindle 100 are respectively driven separately in rotation by a rotation motor "shaft" M1 and a rotation motor "spindle" M2 whose rotation speeds are managed by the aforesaid numerical control in order to allow, according to the machining program, a synchronization or a desynchronization of the two drives. This arrangement has the advantage of creating a relative speed between the rotation of the bevel gear 200 secured to the hollow shaft 210 pivotally mounted in the tool spindle 100 and the rotation of the tool spindle 100 itself.

Cette vitesse relative permet d'entraîner le pignon conique 111 solidaire de la vis à pas fin 110 qui peut ainsi assurer au moyen de sa liaison hélicoïdale avec l'écrou d'entraînement 121, le mouvement de translation du chariot 120 portant l'outil 122.This relative speed makes it possible to drive the bevel gear 111 secured to the fine pitch screw 110 which can thus ensure by means of its helical connection with the drive nut 121, the translational movement of the carriage 120 carrying the tool 122 .

Telle qu'illustrée sur le dessin de la figure 2, la machine-outil M est munie d'un dispositif de synchronisation de sécurité qui reproduit la transmission mécanique utilisée pour l'usinage au moyen de deux roues dentées, coaxiales et superposées, 600 et 700, montées en pivot par rapport au bâti B et disposées de façon à être entraînées l'une par le moteur de rotation "broche" M2 et l'autre par le moteur de rotation "arbre" M1, reproduit en traits mixtes afin de faciliter la compréhension du mécanisme. En effet, les axes des moteurs M1 et M2 dont disposés dans un même plan perpendiculaire au plan des axes de la broche porte-outil 100 et des deux roues dentées 600 et 700 afin que les susdits moteurs M1 et M2 puissent entraîner simultanément la broche-porte outil 100 et l'arbre creux 210 solidaire de la roue conique 200 d'une part et les deux roues dentées 600 et 700 d'autre part. As illustrated in the drawing in FIG. 2, the machine tool M is provided with a safety synchronization device which reproduces the mechanical transmission used for machining by means of two toothed wheels, coaxial and superimposed, 600 and 700, pivotally mounted with respect to the frame B and arranged so as to be driven one by the "spindle" rotation motor M2 and the other by the "shaft" rotation motor M1, reproduced in dashed lines in order to facilitate understanding the mechanism. Indeed, the axes of the motors M1 and M2 of which arranged in the same plane perpendicular to the plane of the axes of the tool-holder spindle 100 and of the two toothed wheels 600 and 700 so that the above-mentioned motors M1 and M2 can simultaneously drive the spindle- tool holder 100 and the hollow shaft 210 integral with the bevel wheel 200 on the one hand and the two toothed wheels 600 and 700 on the other hand.

La roue dentée 600 est solidaire d'un arbre 610 qui pivote dans le palier 710 formé par la roue dentée 700. Afin d'entraîner ces deux roues dentées 600 et 700, les susdits arbres 400 et 500 entraînés respectivement par les moteurs M1 et M2 sont munis d'un deuxième pignon denté 420 pour l'arbre 400 et 520 pour l'arbre 500 qui s'engrène respectivement avec les deux roues dentées 600 et 700. The toothed wheel 600 is integral with a shaft 610 which pivots in the bearing 710 formed by the toothed wheel 700. In order to drive these two toothed wheels 600 and 700, the abovementioned shafts 400 and 500 driven respectively by the motors M1 and M2 are provided with a second toothed pinion 420 for the shaft 400 and 520 for the shaft 500 which meshes respectively with the two toothed wheels 600 and 700.

Selon un mode réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un arbre de repérage 800 aligné avec l'axe de rotation des deux roues dentées 600 et 700, est monté en liaison glissière le long de son axe de rotation avec la roue dentée 700 entraînée par le moteur de rotation broche M2 et en liaison hélicoïdale avec la roue dentée 600 entraînée par le moteur de rotation arbre M1. Cet arbre de repérage coulisse donc sur l'axe de rotation des deux roues dentées 600 et 700 et comporte une extrémité filetée 810 venant en liaison hélicoïdale dans la roue dentée 600 de façon à permettre une course axiale (flèche à double sens T4) de l'arbre de repérage 800. Ainsi, lors de la désynchronisation des deux entraînements, la roue dentée 600 est animée d'un mouvement relatif qui, par l'intermédiaire de la liaison hélicoïdale avec l'arbre de repérage 800 et de sa liaison glissière avec la roue dentée 700 assure un mouvement de translation axial (flèche à double sens T4) à l'arbre de repérage 800. L'extrémité libre 820 de l'arbre de repérage 800 possède un cylindre 821 dont les déplacements sont repérables par trois capteurs de position 910, 920, 930 qui sont agencés de façon à détecter les positions extrêmes de l'outil 122 en déplacement radial (flèche à double sens
T2), ainsi que la position médiane afin d'éviter tout accident de dépassement de course qui serait préjudiciable en cas de choc pour l'outil 122, de même que pour la vis à pas fin 110 et tous organes de précision du mécanisme de la machine-outil M.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a locating shaft 800 aligned with the axis of rotation of the two toothed wheels 600 and 700, is mounted in sliding connection along its axis of rotation with the toothed wheel 700 driven by the spindle rotation motor M2 and in helical connection with the toothed wheel 600 driven by the shaft rotation motor M1. This locating shaft therefore slides on the axis of rotation of the two toothed wheels 600 and 700 and has a threaded end 810 coming in helical connection in the toothed wheel 600 so as to allow an axial stroke (two-way arrow T4) of l 'tracking shaft 800. Thus, during the desynchronization of the two drives, the toothed wheel 600 is driven by a relative movement which, by means of the helical connection with the tracking shaft 800 and its slide connection with the toothed wheel 700 provides an axial translational movement (two-way arrow T4) to the locating shaft 800. The free end 820 of the locating shaft 800 has a cylinder 821 whose movements are locatable by three sensors position 910, 920, 930 which are arranged so as to detect the extreme positions of the tool 122 in radial displacement (two-way arrow
T2), as well as the middle position in order to avoid any overtaking accident which would be harmful in the event of an impact for the tool 122, as well as for the fine-pitch screw 110 and all the precision members of the mechanism of the machine tool M.

Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la transmission par engrenage et les liaisons hélicoïdales sont calculées de façon à ce que lorsque l'outil 122 dépasse la position extrême d'usinage accidentellement, la roue dentée 600 entraînée par le moteur de rotation arbre M1 vienne en butée avec la roue dentée 700 entraînée par le moteur de rotation broche M2 devenant ainsi un frein mécanique en synchronisant les deux entraînements empêchant tout déplacement d'outil 122. Cette mise en butée est réalisée selon un mode préféré de réalisation, par deux pièces de contact 620 et 720 qui, disposées l'un sur la roue dentée 600 et l'autre sur la roue dentée 700 ont leur course angulaire de l'une par rapport à l'autre déterminée par la course totale du chariot 120, cette course angulaire étant réalisée, dans un sens ou dans l'autre en moins d'un tour, lorsque l'outil franchit les points extrêmes d'usinage. Ainsi, si l'outil 122 malgré les capteurs de position et la commande numérique dépasse les côtes d'usinage, les deux éléments de contact 620 et 720 viennent en butée et forment avec les deux roues dentées couplées 600 et 700, un frein mécanique qui oblige les deux moteurs M1 et M2 à se synchroniser. According to another particularly advantageous characteristic of the invention, the gear transmission and the helical connections are calculated so that when the tool 122 accidentally exceeds the extreme position of machining, the toothed wheel 600 driven by the rotation motor shaft M1 comes into abutment with the toothed wheel 700 driven by the spindle rotation motor M2 thus becoming a mechanical brake by synchronizing the two drives preventing any tool movement 122. This abutment is achieved according to a preferred embodiment, by two contact pieces 620 and 720 which, arranged one on the toothed wheel 600 and the other on the toothed wheel 700 have their angular travel relative to one another determined by the total travel of the carriage 120, this angular travel being carried out, in one direction or the other in less than one turn, when the tool crosses the extreme machining points. Thus, if the tool 122, despite the position sensors and the numerical control exceeds the machining dimensions, the two contact elements 620 and 720 come into abutment and form with the two coupled toothed wheels 600 and 700, a mechanical brake which forces the two motors M1 and M2 to synchronize.

On comprend que la machine-outil d'usinage des sièges de soupapes combiné avec l'alésage du guide et son dispositif de synchronisation de sécurité qui vient d'être ci-dessus décrite et représentée, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. It is understood that the machine tool for machining the valve seats combined with the bore of the guide and its safety synchronization device which has just been described and represented above, has been for the purpose of a disclosure. rather than a limitation. Of course, various arrangements, modifications and improvements may be made to the above example, without departing from the scope of the invention taken in its broadest aspects and spirit.

Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. In order to allow a better understanding of the drawings, a list of references with their legends is listed below.

100... . Broche porte-outil
110 . Visàpasfin
111... .. Pignon conique de la vis à pas fin
120 . Chariot
121 .. Ecrou d'entraînement du chariot 120
122... Outil de chariotage
130... . Pignon solidaire de la broche porte-outil 200... . Roue dentée conique
210 . Arbre creux
211... . Pignon solidaire de l'arbre creux 300 . Alésoir
310... . axe-support d'entraînement de I' alésoir 400... . Arbre entraîné en mouvement par le moteur M1
410... .. Pignon de l'arbre 400 s'engrenant avec le
pignon 211
420... . Pignon de l'arbre 400 s'engrenant avec la
roue dentée 600 500... . Arbre entraîné en mouvement par le moteur M1
510.. . Pignon de l'arbre 500 s'engrenant avec le
pignon 130
520... . Pignon de l'arbre 500 s'engrenant avec la
roue dentée 700 600... Roue dentée entraînée par le moteur M1
610 . Arbre de la roue pivotant dans le palier 710
620... . Elément de contact pour mise en butée 700... .. Roue dentée entraînée par le moteur M2
710... .. Palier de pivotement de l'arbre 610
720... . Elément de contact pour mise en butée 800... .. Arbre de repérage
810... . Extrémité filetée de l'arbre de repérage
820... . Extrémité non filetée de l'arbre de repérage
821... . Cylindre de repérage fixé à l'extrémité 820 910, 920, 930... .. Capteurs de position
M Machine-outil
M1 . Moteur de rotation de l'arbre creux 210
M2... . Moteur de rotation de la broche porte-outil
100
S... .. Siège de soupape
G... . Guide de soupape
B . Bâti
Flèche à double sens T 1.. Mouvement de translation du bâti
Flèche à double sens T2.. Mouvement de translation du chariot
Flèche à double sens T3 .. Mouvement de translation de l'alésoir
Flèche à double sens T4.. Mouvement de translation de l'arbre de
repérage 800 100 .... Tool holder spindle
110. Visàpasfin
111 ... .. Bevel pinion of the fine pitch screw
120. Cart
121 .. Trolley drive nut 120
122 ... Trucking tool
130 .... Pinion secured to the tool holder spindle 200 .... Bevel gear
210. Hollow tree
211 .... Pinion secured to the hollow shaft 300. Reamer
310 .... axis-support drive of reamer 400 .... Shaft driven in motion by the M1 motor
410 ... .. Shaft pinion 400 meshing with the
sprocket 211
420 .... Pinion of shaft 400 meshing with
toothed wheel 600 500 .... Shaft driven in motion by the M1 motor
510 ... Pinion of the tree 500 meshing with the
pinion 130
520 .... Pinion of the tree 500 meshing with the
gear 700 600 ... Gear wheel driven by the M1 motor
610. Swivel wheel shaft in bearing 710
620 .... Contact element for abutment 700 ... .. Toothed wheel driven by motor M2
710 ... .. Shaft pivot bearing 610
720 .... Contact element for abutment 800 ... .. Identification shaft
810 .... Threaded end of the locator shaft
820 .... Unthreaded end of the locator shaft
821 .... Locating cylinder fixed at the end 820 910, 920, 930 ... .. Position sensors
M Machine tool
M1. Hollow shaft rotation motor 210
M2 .... Tool spindle rotation motor
100
S ... .. Valve seat
G .... Valve guide
B. Built
Two-way arrow T 1 .. Translation movement of the frame
Two-way arrow T2 .. Trolley movement
Two-way arrow T3 .. Translational movement of the reamer
Two-way arrow T4 .. Translation movement of the shaft
location 800

Claims

1. Machine tool for machining the valve seats (S) combined with the bore of the guides (G), CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the machining of the valve seat (S) is ensured by a tool (122) moving along an axis perpendicular to the axis of rotation of the tool-holder spindle (100) which drives it in rotation and in axial translation (two-way arrow T1), the synchronization between the axial translation movement ( two-way arrow T1) of the tool-holder spindle (100), the rotational movement of the latter and the radial translational movement (two-way arrow T2) of the tool (122) necessary for machining the valve seat (S) being provided by a numerical control and by a safety synchronization device.

2. Machine tool according to claim 1, CHARACTERIZED BY THE FACT

THAT the above-mentioned tool (122) is mounted on a carriage (120) in sliding connection with the tool-holder spindle (100) and the radial displacement of which (two-way arrow T2) is ensured by a fine-pitch screw (110) disposed perpendicular to the axis of rotation of the tool-holder spindle (100), the non-threaded part of which is pivotally mounted on the said spindle (100) and the threaded part of which is in helical connection with the above-mentioned carriage (120).

3. Machine tool according to claims 1 and 2, CHARACTERIZED

BY THE FIT THAT the axis of the above fine-pitch screw (110) ensuring the radial displacement (two-way arrow T2) of the tool (122) is slightly offset in its plane perpendicular to the axis of rotation of the tool-holder spindle (100) so that its axis does not coincide with the axis of rotation of the spindle (100), to allow the passage of a reamer (300) and carry out the machining of the guide (G) of valve on the same axis as the valve seat (S).

4. Machine tool machining according to claims 1, 2 and 3, CHARACTERIZED

BY THE FACT THAT the above fine pitch screw (110) is provided with a bevel gear (100) which, meshing with a bevel gear (200) coaxial with the axis of the tool spindle (100 ), drives said screw (110) in rotation to ensure, by means of its helical connection with the above-mentioned carriage (120), the radial movement of (two-way arrow T2) the tool (122).

5. Machine tool according to claims 1, 2, 3 and 4 taken together, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the aforesaid coaxial bevel gear (200) is integral with a hollow shaft (210) inside which slides the support axis (310) of the reamer (300) of the guide (G) and which, coaxial with the axis of the spindle (100), is pivotally mounted inside the latter.

6. Machine tool according to claims 1, 2, 3, 4 and 5 taken together, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the hollow shaft (210) integral with the aforesaid bevel gear (200) and the aforesaid spindle -tool (100) are respectively driven separately in rotation by a "shaft" rotation motor (M1) and a "spindle" rotation motor (M2), the rotation speeds of which are managed by the above-mentioned digital control.

7. Machine tool according to claims 1, 2, 3, 4, 5 and 6 taken together, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the radial displacement of the above-mentioned tool (122) for turning the valve seat (S) is achieved by the difference in rotational speed between the rotary drive motor (M2) of the tool spindle (100) and the rotary drive motor (M1) of the hollow shaft (210) integral with the wheel conical (200).

8. Machine tool machining according to any one of claims 1 to 7, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT the above safety device reproduces the above mechanical transmission used for machining, by means of two toothed wheels (600 and 700) coaxial superimposed and arranged so as to be driven one (700) by the spindle rotation motor (M2) and the other (600) by the hollow shaft rotation motor (M1).

9. Machine tool according to claim 8, CHARACTERIZED BY THE

FACT THAT a locating shaft (800) aligned with the axis of rotation of the two toothed wheels (600 and 700) is mounted in sliding connection along its axis of rotation with the toothed wheel (700) driven by the motor of spindle rotation (M2) and in helical connection with the toothed wheel (600) driven by the hollow shaft rotation motor (M1) so that during the desynchronization of the two drives, this locating shaft (800) has a movement axial (two-way arrow T4) measurable by position sensors (910, 920 and 930).

10. Machine tool according to claims 8 and 9, CHARACTERIZED

BY THE FACT THAT the gear transmission is calculated so that when the tool (122) exceeds the extreme position of accidental machining, the toothed wheel (600) driven by the hollow shaft rotation motor (M1) comes in stop against the toothed wheel (700) driven by the spindle rotation motor (M2) thus becoming a mechanical brake by synchronizing the two drives preventing any tool movement (122).