Rectifieuse plane a table fixe

Abstract

 Rectifieuse plane à table fixe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour communiquer un mouvement plan horizontal à une pièce plaquée sur une bande abrasive et fixée sur la table par des moyens de positionnement reliés à des moyens de transmission desdits mouvements.

Description

[0001] La présente invention a trait à une rectifieuse plane d'une conception originale, du type à table fixe et à pièce mobile suivant un mouvement plan horizontal, destinée par exemple à la rectification de culasses automobiles.

[0002] Les rectifieuses planes que l'on connaît aujourd'hui sont classiquement des machines-outils travaillant au moyen d'une meule et qui sont destinées le plus souvent à la finition de pièces issues d'un travail de fraisage. Selon la précision de la rectification désirée, on peut travailler avec une meule dont l'axe est horizontal ou vertical, c'est-à-dire travaillant par son bord ou par sa face (meule dite en boisseau).

[0003] En ce qui concerne la pièce à usiner, il y a plusieurs moyens d'assurer son positionnement par rapport à l'outil, soit qu'elle soit fixée sur la table, soit que cette fixation affecte au contraire l'outil. Dans le premier cas, il existe de multiples variantes de fixation, telles qu'au moyen d'un étau, d'un plateau magnétique ou encore d'un dispositif entre-pointes ou d'un mandrin qui assurent simultanément la rotation. Dans le deuxième cas, c'est la meule d'entrainement qui est fixée sur la table, par exemple pour les rectifieuses sans centre. En tout état de cause, ce sont des machines assez sophistiquées, et qui sont onéreuses. Bien entendu, lorsque les équipements décrits ci-dessus sont dotés des perfectionnements les plus récents, tels que la commande numérique, cela augmente encore leur coût.

[0004] Or il est à noter qu'une telle machine - outil, même dans sa configuration de base, c'est-à-dire privée d'un certain nombre de perfectionnements, est trop coûteuse par rapport aux moyens dont disposent des petites entreprises qui seraient susceptibles d'en acquérir un exemplaire. Alors que la fonction même de la machine montre clairement que, n'était ce problème de coût trop élevé, il existe un grand nombre de sites potentiels où on pourrait en installer. Il y a donc une inadéquation entre l'offre et la demande et, par exemple, le marché actuel des rectifieuses ne peut satisfaire la demande correspondante, faute de produits appropriés.

[0005] L'un des exemples les plus évidents qui vient à l'esprit concerne les garages de réparation automobile. Nombre d'entre eux auraient besoin d'une rectifieuse plane, en particulier pour réparer des culasses déformées. Leurs moyens ne leur permettant pas d'en acquérir, ils en sont réduits à sous-traiter cette opération, avec pour résultat une perte de temps et une augmentation corollaire des coûts.

[0006] L'invention du présent brevet vise par conséquent à remédier à ceci, en proposant une rectifieuse de conception originale, simplifiée, et dont les coûts de production et de vente sont bien inférieurs à tout ce qui existe dans l'art antérieur.

[0007] A cet effet, la rectifieuse plane de l'invention est du type à table fixe, et elle comporte des moyens pour communiquer un mouvement plan horizontal à une pièce plaquée sur une bande abrasive et fixée sur la table par des moyens de positionnement reliés aux moyens de transmission desdits mouvements.

[0008] Ainsi, il ne s'agit pas exactement d'une rectifieuse classique à meule, l'outil de travail étant en l'occurrence la bande abrasive solidarisée à la table de la machine-outil. Cette conception élimine un certain nombre de difficultés de construction qui justifient en partie le coût des rectifieuses traditionnelles. Il n'y a, par exemple, aucun mouvement rotatif à gérer, alors que dans les machines actuelles, il est nécessaire de combiner simultanément les mouvements d'avance, de pénétration et de rotation de la tête d'outil. Au contraire, il n'y a qu'un seul moyen moteur imprimant un mouvement de translation rectiligne, lequel est par la suite transformé de telle sorte que l'on obtienne également une composante perpendiculaire nécessaire à l'obtention d'un mouvement complexe.

[0009] Dans une description plus précise de la rectifieuse plane de la présente invention, on se réfèrera aux dessins présentés en annexe, pour lesquels :

- la figure 1 représente une vue de face de l'ensemble de la machine-outil,

- la figure 2 montre une perspective du chariot transmettant le mouvement d'avance longitudinale,

-les figures 3a et 3b donnent une représentation de la glissière de guidage en arc de cercle et des moyens de réglage,

- la figure 4 représente le fût avec les deux potences réglables destinées à positionner la pièce sur la table,

- la figure 5 précise les modes de maintien latéral et d'entrainement de la pièce,

- la figure 6 explicite la manière dont la pièce à usiner est plaquée contre la bande abrasive et,

- la figure 7 montre le mécanisme d'enroulement de la bande abrasive.

[0010] Selon une configuration possible de la présente invention, le moyen moteur de la machine-outil est un vérin pneumatique (1) installé dans un bâti (2) supportant la table d'usinage (3), ainsi que cela apparaît en figure 1. Ce vérin (1) communique son mouvement de translation alternatif à un bras (4) articulé à un chariot (5) à son extrémité supérieure et à une chape (6) solidaire du bâti à son extrémité inférieure. Ce vérin est solidarisé audit bras (4) également par une liaison du type chape traversée par une tige boulonnée qui autorise un mouvement de pivotement du bras, de la même manière qu'à ses deux liaisons d'extrémité.

[0011] Le chariot (5) est mobile en translation rectiligne longitudinale par rapport à la table (3), reposant sur deux manchons cylindriques glissant sur des barres également cylindriques (8) fixées au bâti (2). Sur sa partie supérieure, le chariot comporte une liaison ou glissière en T inversé (9), dont l'élément mâle (10) qui peut coulisser est surmonté d'un galet cylindrique (11) (figure 2). L'une des extrémités de l'élément mâle (10), celle qui donne sur l'arrière de la machine-outil, comporte une plate-forme servant d'embase au fût (12) supportant les moyens de placage, de positionnement et d'entrainement de la pièce à usiner.

[0012] Le galet (11) sert à imprimer à la pièce un mouvement transversal complétant le mouvement longitudinal parallèle à la table. A cet effet, il s'insère entre les deux rails (13) formant la glissière représentée en figure 3a et qui sont fixés à peu de distance de la surface inférieure de la table. Ainsi, lorsque le chariot (5) effectue son mouvement de va-et-vient, il entraine avec lui le fût (12) et les moyens de fixations de la pièce, et par conséquent la pièce à usiner elle-même. Toutefois, on a vu que la partie supérieure du chariot comporte une glissière en T inversé (9), munie de ce galet : c'est par ce biais qu'on arrive à obtenir une composante transversale du déplacement. En effet, le galet suit le trajet imposé par la glissière, et effectue donc une courbe. Par suite, la partie mâle de la glissière en T effectue, relativement à un repère fixé sur le chariot, une simple translation rectiligne. Le mouvement complexe effectué par la pièce se décompose donc très simplement en une composante longitudinale due au vérin et aux barres cylindriques de guidage, et en une composante transversale due au guidage des deux rails (13) en arc de cercle obligeant le galet (11) à une dérive latérale, laquelle est retransmise au fût via la partie mâle de la glissière en T inversé.

[0013] Bien entendu, tous ces mouvements sont susceptibles de réglages. Ainsi, il est possible d'augmenter ou de diminuer le rayon de courbure de la glissière en arc de cercle. Chaque rail est en effet composé de deux demi-rails télescopiques reliés au moyen d'une pièce courbe (14) dont une extrémité fait office de chape (15) alors que l'autre pivote dans une chape (16) de l'extrémité correspondante du demi-rail, ainsi que cela apparaît en figure 3a.

[0014] Le mécanisme de réglage est explicité en figure 3b. Les parties centrales de ces deux pièces courbes (14) sont reliées à une pièce prismatique (17) participant à une liaison plus complexe, lui permettant d'effectuer une translation rectiligne transversale suivant une course limitée qui fixe les possibilités de variation du rayon de courbure. Ladite pièce prismatique (17) est traversée par un arbre fileté, lequel est maintenu par les deux pièces (18) et (19) fixées à la table 3, mais dans lesquelles ledit arbre est libre en rotation. Lorsqu'on actionne l'écrou à croisillon placé en bout d'arbre, la pièce prismatique (17) effectue un mouvement de translation sur l'arbre, dans un sens ou dans l'autre, car sa surface supérieure, plane, glisse sur la surface inférieure plane de la table.

[0015] Le mécanisme de réglage de la course longitudinale du chariot est plus simple, uniquement basé sur des butées de fin de course (20) réglables. Ces dernières peuvent être déplacées manuellement le long de fentes (21) prévues à cet effet, au moyen d'écrous à oreilles facilement manipulables. L'utilisateur fixe ainsi la longueur de la course suivant le grand axe, qui peut être symétrique ou non symétrique par rapport à un axe passant par l'arbre de réglage du rayon de courbure.

[0016] La figure 4 montre une vue d'ensemble des moyens de positionner correctement la pièce à usiner, qui sont, comme on l'a vu auparavant, étroitement liés aux moyens de transmission des mouvements plans horizontaux. Le fût vertical (12) comprend deux potences successives placées à des hauteurs différentes et réglables. La potence inférieure (22) est manoeuvrable par le volant (23) par l'intermédiaire de la tige filetée (24). Celle-ci obéit à une configuration qui s'approche du moyen de réglage du rayon de courbure de la glissière en arc de cercle, vu auparavant. Ainsi, ladite tige est maintenue par rapport au fût (12) par ses deux extrémités, et bien évidemment libre en rotation. Comme la potence (22) ne peut pas tourner, le seul degré de liberté restant lui permet de se déplacer en translation rectiligne verticale.

[0017] Du côté opposé à la tige filetée, la potence (22) comprend une barre longitudinale (25) de longueur légèrement supérieure à celle de la table (figure 5), par exemple en profilé à section carrée ou rectangulaire, sur laquelle coulissent deux bras télescopiques (26) transversaux, également en profilés, mais plus plats, et placés de part et d'autre de la potence (22). La partie intérieure de l'un des bras télescopiques (27), non creuse, se termine à l'une de ses extrémités par une petite surface d'appui (28) placée latéralement. Toute cette partie ayant pour objectif le calage de l'entrainement de la pièce à usiner sur la table, il est nécessaire de fermer le quadrilatère ainsi délimité par une quatrième poutrelle (29). Celle-ci est munie de plusieurs fenêtres (30) dans lesquelles s'ajuste le bras (27), plusieurs positions étant possibles pour les besoins du réglage. A l'autre extrémité, un moyen de serrage par arc-boutement, en l'occurrence une pièce (31) qui peut coulisser sur la poutrelle, et comporte une excroissance (32) dotée d'un filetage permettant l'insertion d'une tige filetée (33) dont les extrémités sont munies respectivement d'un téton de pression (34) venant s'appuyer sur la surface d'appui (28) et d'un écrou à oreilles (35), solidaire de la tige pour effectuer le serrage.

[0018] Lorsque la pièce est incluse dans ce quadrilatère, les différents réglages permettent de la caler correctement, une ultime manoeuvre sur la tige filetée (33) opérant un serrage suffisant grâce aux différentes liaisons par arc-­boutement que l'on trouve aux angles du quadrilatère : on retrouve ici un principe analogue à celui du serre-joint.

[0019] Pour ce qui concerne la potence supérieure (36), visualisée en figure 6, le principe et les objectifs sont différents. Le but est d'arriver à plaquer la pièce à usiner sur la bande abrasive, de telle sorte que l'usinage puisse avoir lieu dans les meilleures conditions. Le réglage de la hauteur est obtenu par une vis à écrou à oreille (37) combinée avec une excroissance (38) placée à l'intérieur de l'alésage de la potence, ladite excroissance étant destinée à s'insérer dans une rainure correspondante (39) du fût (12). Lorsqu'on desserre la vis (37), la potence peut glisser le long du fût, uniquement en translation rectiligne vertical du fait du système excroissance/rainure qui ne laisse qu'un degré de liberté.

[0020] Cette potence comporte au surplus deux bras téléscopiques pivotants (40) munis à leurs extrémités d'une tige filetée (41) destinée à appliquer une force verticale sur la pièce en deux endroits différents, aux fins de bien appliquer la pièce sur la bande abrasive. Une fois de plus, le réglage du serrage s'effectue au moyen d'écrous à oreilles (42) solidarisés à la tige, permettant un réglage fin. Les deux bras pivotants permettent un débattement angulaire supérieur à π radians, l'amplitude étant au surplus modifiable par changement de la longueur des bras télescopiques (40).

[0021] La pièce, correctement maintenue, plaquée et entrainée sur la table est usinée par la bande abrasive qui recouvre la totalité de ladite table. Ainsi qu'il apparaît en figure 7, la bande constitue deux rouleaux de part et d'autre du bâti, de sorte qu'on peut, par enroulement d'un côté et déroulement de l'autre, changer le tronçon de bande actif en tant qu'outil de rectification.

[0022] Le rouleau (43) de papier abrasif est placé autour d'un arbre (44) dont au moins les extrémités sont filetées afin d'être à même de serrer le rouleau par boulonnage. Il importe en effet que la bande abrasive soit immobilisée en translation pendant le déplacement de la pièce au cours de l'opération d'usinage, car si il y a des mouvements relatifs entre ladite bande et la table, en plus des mouvements de la pièce, cela affecte l'efficacité de l'usinage. Ainsi, le rouleau (43) est serré par boulonnage aux deux extrémités, les deux boulons (45) étant placés à l'extérieur des fourches (46) permettant d'insérer l'arbre lors du changement de rouleau. Lorsque l'insertion est réalisée, la fourche est refermée par vissage d'une pièce inférieure (47) délimitant l'orifice de passage de l'arbre. Le réglage du serrage est effectué par le biais de rondelles supplémentaires (48,49) placées de part et d'autre de la fourche.

[0023] Par simple desserrage, il est possible de modifier la partie de la bande efficace, c'est-à-dire celle qui se trouve potentiellement au contact de la pièce à usiner. Bien évidemment, il est alors nécessaire de desserrer simultanément les deux dispositifs placés de part et d'autre de la table d'usinage. On peut adapter une manette ou un outil destiné à faire tourner l'un des rouleaux, la tension de la bande agissant dans le même sens sur l'autre rouleau.

[0024] Bien entendu, la configuration de la présente invention décrite ci-dessus a valeur de simple exemple, et ne saurait être considérée comme limitative. Au contraire, l'invention englobe toute variante de forme et de mode de réalisation répondant aux mêmes fonctionnalités générales.

Revendications

1. Rectifieuse plane à table fixe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour communiquer un mouvement plan horizontal à une pièce plaquée sur une bande abrasive et fixée sur la table par des moyens de positionnement reliés à des moyens de transmission desdits mouvements.

2. Rectifieuse plane selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour communiquer un mouvement plan horizontal se décomposent en un vérin destiné à imprimer le mouvement d'avance longitudinal, et une glissière en arc de cercle qui donne une dérive transversale au mouvement.

3. Rectifieuse plane selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de transmission du mouvement du vérin se composent d'un chariot (5) mobile en translation sur des barres cylindriques (8) horizontales fixées au bâti (2), mu par le vérin (1), ledit chariot (5) comportant au surplus une liaison en T inversé (9) transversale dont la partie mâle (10) comporte sur sa surface supérieure un galet (11), ladite partie mâle glissant dans la partie femelle et se prolongeant à l'arrière de la rectifieuse en un fût (12) perpendiculaire et vertical qui comporte les moyens de positionnement de la pièce.

4. Rectifieuse plane selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le mouvement longitudinal du chariot (5) est stoppé des deux côtés par des butées de fin de course (20) dont la position est réglable.

5. Rectifieuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de transmission du mouvement transversal réside dans la liaison à glissière entre le galet (11) surmontant la partie mâle (10) de la liaison en T inversé du chariot (5) et deux rails (13) courbes qui courent sur la longueur de la table (3) et dont le rayon de courbure est réglable.

6. Rectifieuse plane selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le réglage de courbure est obtenu par la division de chaque rail (13) en deux demi-rails télescopiques reliés au moyen d'une pièce (14) dont une extrémité fait office de chape (15) alors que l'autre extrémité pivote dans une chape (16) de l'extrémité correspondante du demi-rail, ladite pièce pouvant au surplus subir une translation rectiligne transversale par le biais d'un mécanisme de réglage.

7. Rectifieuse plane selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les deux pièces (14) sont solidaires d'une pièce prismatique (17) traversée par un arbre fileté relié au bâti manoeuvrable par un écrou à croisillon entrainant un mouvement de translation rectiligne transversal lorsqu'il est manoeuvré, car la surface supérieure plane de la pièce prismatique (17) glisse sur la surface inférieure plane de la table.

8. Rectifieuse plane selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fût vertical (12) comprend deux potences (22) et (36) placées à des hauteurs successives, la potence inférieure destinée aux moyens de caler et d'entrainer la pièce étant manoeuvrable par un volant (23) relié à une tige filetée (24) guidant ladite potence inférieure en translation le long du fût (12), alors que la potence supérieure (36) comprenant les moyens de plaquer la pièce sur la table est guidée en translation par coulissement dans une rainure (39) du fût et bloquée par une vis à oreille (37).

9. Rectifieuse plane selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de calage et d'entrainement de la pièce compotent une barre longitudinale (25) sur laquelle coulissent deux bras télescopiques transversaux (26), le quadrilatère ainsi constitué étant fermé par une quatrième poutrelle (29) dans l'une des extrémités de laquelle s'ajuste un des bras télescopiques, tandis que l'autre extrémité comporte un moyen de serrage à arc-boutement.

10. Rectifieuse plane selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le moyen de serrage à arc-boutement se compose d'une pièce (31) pouvant coulisser sur la poutrelle (29), comportant une excroissance (32) dotée d'un filetage interne permettant le vissage d'une tige filetée (33) dont les extrémités sont munies respectivement d'un téton de pression (34) venant s'appuyer sur une surface d'appui (28) d'un des bras télescopiques et d'un écrou à oreilles (35) solidaire de la tige.

11. Rectifieuse plane selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de plaquer la pièce sur la table d'usinage de la potence supérieure (36) se composent de deux bras télescopiques pivotants (40) munis à leur extremité d'une tige filetée (41) à écrou à oreilles (42) dont la partie inférieure comporte un téton de pression.

Dessins