Brevet FR2524354A1 — publié le 19831007

PROCEDE DE FABRICATION D'ELEMENT DE TRANSMISSION DE MOUVE MENT A DENTURE ET ELEMENT AINSI OBTENU. La présente invention a trait à un procédé de fabrication d'éléments de transmission de mouvement à denture, notamment de roues d'engrenages, de crémaillères et analogues. Pour la fabrication d'éléments métalliques de transmission de mouvement à denture, il est nécessaire d'utiliser des métaux et des alliages présentant une dureté suffisante, étant donné que la denture, qui leur est conférée, sera soumise à un certain nombre de contraintes mécaniques. Pour de tels éléments de transmission, du type roue d'engrenage ou crémaillère, on utilise de préférence des aciers spéciaux ou traités relativement onéreux, ce qui rend leur prix de revient élevé. La présente invention se propose d'obvier à cet inconnient grace à un nouveau procédé de fabrication, selon lequel on peut fabriquer ces éléments à partir d'une simple tôle sans caractéristiques mécaniques élevées, en conférant à la zone de l'élément sur laquelle doivent être profilées les dents une dureté plus importante que sur le reste de l'élément. L'invention vise plus précisément un procédé de fabrication d'éléments de transmission de mouvement à denture du type roue d'engrenage, crémaillère ou analogue, caractérisé par le fait que l'on forme dans au moins une zone d'extrémité d'une ébauche plane de l'élément de transmission de mouvement avantageusement découpée dans un flan de tale, un collet plié sensiblement à angle droit par rapport au plan de l'ébauche ; que lson soumet ce collet à un écrouissage par martelage de façon à réaliser dans cette zone d'extrémité un bourrelet à caractéristiques mécaniques plus élevées que sur le reste de l'ébauche ; que lton réalise par découpe de ce bourrelet une denture de transmission de mouvement et que l'on soumet éventuellement cette denture à une finition. Selon un mode de réalisation préféré du procédé de fabrication selon l'invention, on réalise l'écrouissage au moins en deux passes de r'#rteiage ; pendant l'opération de martelage, l'ébauche est appliq,lée sur une plaque de base fixe tandis que son collet est disposé entre deux contrepièces fixes dont une au moins a sa bordure à une certaine distance du collet de façon à permettre au métal de fluer dans 1 'espace vide pendant l'opération de martelage ; si les dents sont droites, on peut réaliser la phase de découpe des dents à 7'emporte-pièce et/ou la phase de finition des dents avec un emporte-pièce de lissage ; on prévoit un centrage d'indexation angulaire de l'ébauche pendant la phase de découpe et la phase de finition.On peut, par exemple, utiliser,pour former l'ébauche une t8le ayant une résistance à la traction de 35 kg/mm2, de façon à réaliser après l'opération d'écrouissage une zone destinée à la découpe de la denture dans laquelle le 2 métal a une résistance de 65 kg/mm Dans une première variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, lors de l'opération de martelage, les deux contrepièces sont disposées chacune à une certaine distance du collet, de part et d'autre de celui-ci, de façon que la matière constituant la tale de l'ébauche flue de part et d'autre de la surface moyenne initiale du collet. Dans une seconde variante de mise en oeuvre, lors de l'opération de martelage, la face externe du collet est accolée à une contrepièce. Dans une troisième variante de mise en oeuvre de l'ow pération de martelage, la face interne du collet est accolée à une contrepièce. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en se référant au dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une ébauche destinée à former un élément à denture selon l'invention - la figure 2 est une vue d'une première variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention à partir de l'ébauche de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe partielle d'une seconde variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, à partir de l'ébauche de la figure 1 - la figure 4 est une vue en coupe partielle d'une troisième variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, à partir de l'ébauche de la figure 1 - la figure 5 est une vue en élévation d'une roue d'engrenage obtenue selon le procédé de l'invention - la figure 6 est une vue en coupe axiale de la roue d'engrenage de la figure 5 - la figure 7 est une vue partielle en perspective d'une crémaillère obtenue selon le procédé de l'invention. Selon un mode de réalisation du procédé de fabrication d'un élément de transmission de mouvement à denture selon l'invention, on forme sur une ébauche i de tle de dimension sensiblement égale à celle de l'élément, que l'on désire obtenir, un collet d'extrémité 2, que l'on soumet à une opération d'écrouissage par martelage selon la flèche fl de façon à le transformer en un bourrelet d'extrémité écroui dans lequel sera réalisé à l'emporte-pièce une décou- pe de la denture suivie d'une opération de finition avec un emporte-pièce de lissage. Dans la variante de réalisation de l'opération de martelage schématisée sur la figure 2, on place l'ébauche 1 sur une plaque de base 3 fixe, alors que le collet 2 est disposé entre deux contrepièces fixes, dont l'une 4 est accolée au collet 2 tandis que l'autre 5 est disposée à une certaine distance du collet 2. Au martelage, le fluage du métal s'effectue vers la contrepièce 5 pour former le bourrelet 6a. Sur cette figure 2, la position du collet 2 avant le martelage est représentée en traits mixtes. Dans la variante de réalisation de la figure 3, les contrepièces 4 et 5 disposées de part et d'autre du collet 2 ont une position différente par rapport audit collet elles sont placées à gale distance du collet 2 de façon que la matière puisse fluer des deux côtés de la position initiale du collet pour former un bourrelet 6b. Dans ce bourrelet 6b seront découpées les dents de l'élément de transmission de mouvement final. Dans la variante de réalisation de la figure 4, la contrepièce 5 est accolée à la face interne du collet, alors que la contrepièce 4 est disposée à une certaine distance dudit collet ; de la sorte, la matière flue, au martelage, en direction de la contrepièce 4 pour former un bourrelet 6c, dans lequel seront découpées les dents de 1élément de transmission de mouvement. Dans tous les cas, le martelage produit un fluage, qui entraine un écrouissage du métal et une augmentation importante de ses caractéristiques mécaniques. La partie de collet 2 qui flue entre les deux contrepièces remplit l'espace entre celles-ci pour former le bourrelet écroui la formation du bourrelet est de préférence réalisée en deux passes successives de martelage. Lorsque l'on veut obtenir une roue d'engrenage, telle que celle représentée aux figures 5 et 6, il conviendra d'utiliser des contrepièces de forme cylindrique. Au contraire, lorsque l'on veut obtenir une crémaillère 9 comme représenté sur la figure 7, on utilise des contrepièces 4 et 5 linéaires. Pour chacun des modes de réalisation spécifiés ci-dessus, on attaque à ltemporte-pièce, lors de la phase de découpe, le bourrelet correspondant de façon à y faire apparaître une denture, après quoi on exécute une opération de finition avec un emporte-pièce de lissage. C'est ainsi qu'on peut obtenir, par exemple, une roue d'engrenage, du type de celle représentée sur les figures 5 et 6 avec une denture périphérique 8 comportant une pluralité de dents 8a et une zone périphérique interne de fluage 8b qui est un reste du bourrelet primitif écroui sur lequel a été découpée la denture 8. On peut également obtenir, comme représenté sur la figure 7, une crémaillère 9 comportant une denture 10 constituée par une pluralité de dents lOa. Pendant les phases de découpe et de finition spécifiées ci-dessus, l'ébauche à collet doit toujours être maintenue par indexage ; à cet effet, la roue 7 comporte centralement une lumière d'in dexage angulaire 7a de forme carrée. Comme matière constitutive de l'ébauche, on utilise par exemple une ttle d'acier ayant une résistance à la traction de 35 kg/mm2 ; après écrouissage, le bourrelet martelé présente une résistance de 65 kg/mm2, ce qui est suffisant pour assurer le bon comportement mécanique de l'élément fabriqué pendant une longue période d'usage. I1 est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits n'ont aucun caractère limitatif et pourront donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDIGsTIONS 1 - Procédé de fabrication d'élément métallique de transmission de mouvement à denture caractérisé par le fait que l'on forme dans au moins une zone d'extrémité d'une ébauche (1) plane de l'élément de transmission de mouvement, un collet (2) plié sensiblement à angle droit par rapport au plan de l'ébauche (1) ; que l'on soumet ce collet (2) à un martelage de façon à réaliser dans cette zone d'extremité un bourrelet (6a, ób, 6c) écroui ayant des caractéristiques mécaniques plus élevées que sur le reste de l'ébauche (1) ; et que l'on réalise par découpe de ce bourrelet une denture de transmission de mouvement (8, 10). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on obtient l'ébauche (1) par découpage dans un flan de tale. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on soumet la denture obtenue par découpe à une finition. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on réalise l'écrouissage en au moins deux passes de martelage. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, pendant l'opération de martelage, on applique l'ébauche (1) sur une plaque de base fixe (3), tandis que son collet (2) est disposé entre deux contrepièces fixes (4, 5) dont l'une au moins a sa bordure à une certaine distance du collet (2). 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, destiné à produire un élément à denture droite, caractérisé par le fait que l'on découpe la denture (8a, lOa) dans le bourrelet au moyen d'un emporte-pièce. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, destiné à produire un élément à denture droite, caractérisé par le fait que l'on réalise la phase de finition de la denture (Sa, lOa) au moyen d'un emporte-pièce de lissage. 8 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on prévoit un centrage (7a) d'indexation de l'ébauche pendant la phase de découpe et la phase de finition. 9 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que, lors de l'opération de martelage, on dispose les deux contrepièces (4, 5) chacune à une certaine distance du collet (2), de part et d'autre de celui-ci. 10 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que, lors de l'opération de martelage, on accole une contrepièce contre l'une des faces du collet (2). ll - Elément métallique de transmission de mouvement à denture, notamment roue d'engrenage ou crémaillères caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 10.