Brevet FR2545026A1 — publié le 19841102

L'invention concerne la fabrication de pièces dentées,et plus particulièrement un procédé et un appareil pour éliminer les petits défauts des surfaces des dents. Dans la fabrication d'engrenages et de cannelu- res, il est souhaitable que les dents présentent des sur- faces qui soient à la fois dures et lisses afin de réduire l'usure et d'assurer un ajustement convenable entre les éléments de machine Dans la fabrication de cannelures, on a découvert que le brunissage améliore la production en permettant l'utilisation d'un plus grand nombre de pièces et améliore la tenue des cannelures en assurant une répar- tition convenable des charges sur les dents. L'invention a donc pour objet un procédé et un appareil permettant à un opérateur de brunir des engrena- ges et des cannelures à des cadences de production accrues. L'invention a également pour objet un appareil permettant de traiter des pièces de diverses dimensions, et elle a pour autre objet une machine de brunissage comportant un nombre réduit d'organes de haute précision L'invention a également pour objet une machine de brunissage qui assure une prise convenable d'une pièce avant l'opération de brunissage, et notamment une machine de brunissage amélio- rant le maintien d'une pièce. Ces objectifs sont réalisés par la présente invention dans laquelle deux roues dentées de brunissage sont en prise de travail avec des côtés opposés d'une pièce dentée Les roues dentées sont appliquées à force contre la pièce et mises en rotation de façon à maintenir la pièce pour en empêcher toute translation L'une des roues dentées de brunissage peut pivoter de façon à permettre la mise en place et le retrait d'une pièce et à permettre le brunis- sage de pièces de diverses dimensions En utilisant seule- ment deux roues de brunissage à la place des trois roues classiques, on obtient des avantages importants On obtient l'avantage évident d'une diminution du nombre d'organes mobiles, non seulement en ce qui concerne les roues dentées de brunissage elles-mêmes, mais leurs 2 d 45026 accessoires de support De plus, en utilisant seulement deux roues dentées, on peut adapter plus aisément une machine à traiter des pièces de différentes dimensions, car il suffit d'écarter les roues dentées et, étant donné que ce mouvement est celui qu'elles effectuent habituellement, les changements sont notablement simplifiés En outre, la translation de l'une des roues dentées pendant que la rotation de l'autre est empêchée provoque une légère rotation de la première roue dentée, ce qui facilite l'entrée en prise avec une pièce. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une élévation avec coupe partielle de la forme préférée de réalisation de l'invention utilisée pour le brunissage de cannelures; la figure 2 est une vue avec coupe partielle sui- vant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle détaillée en plan du dispositif de positionnement de la présente inven- tion; la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une vue partielle en plan d'une forme préférée de réalisation de l'invention utilisée pour le brunissage de roues d'engrenages; et la figure 6 est une élévation de l'appareil mon- tré sur la figure 5. L'appareil 10 représenté sur les figures 1 à 4 comprend une roue dentée fixe 12 de brunissage et une roue dentée pivotante 14 de brunissage Les roues dentées 12 et 14 sont représentées en contact avec une pièce 11 Les axes des roues et de la pièce sont généralement horizontaux dans le cas o la pièce est une pièce cannelée, car il est apparu que la manipulation d'articles allongés s'effectue beaucoup plus aisément lorsque les axes de ces articles sont horizontaux La roue dentée pivotante 14 est portée par un bras 16 Une première extrémité du bras est reliée à un dispositif 18 d'application de force comprenant un cylindre 19, une tige 17 et un piston (non représenté) logé dans le cylindre 19 La tige 17 est reliée au bras par une broche 37 L'autre extrémité du bras 16, qui porte la roue dentée pivotante 14-de brunissage, pivote sur un axe fixe 22 établi par une broche 23 Le mouvement du bras 16 sous l'action du dispositif 18 d'application de force permet l'insertion et l'enlèvement de la pièce 11. L'appareil comprend en outre une première cour- roie crantée 13 qui est destinée à faire tourner la roue dentée fixe 12 de brunissage, et une seconde courroie cran- tée 15 destinée à faire tourner la roue dentée pivotante 14 de brunissage Les courroies crantées 13 et 15 sont entraînées par un arbre rotatif unique 23 Elles compor- tent des dents 25 empêchant tout glissement entre des poulies crantées 38 montées sur des supports 30 et des poulies menantes 39 montées sur l'arbre 23 d'entraînement. Un renvoi d'angle 26 fait tourner l'arbre 23 sur un axe 24 de rotation L'arbre 23 est supporté par un bloc 27 de support qui est lui-même monté sur une embase 1 Cette dernière supporte également la roue dentée fixe 12 de brunissage ainsi que le joint articulé 20 situé à la base du cylindre 19. Pour faciliter l'introduction de la pièce 11, il est préférable que l'appareil 10 comporte un dispositif de positionnement comprenant des blocs 28 qui sont régla- bles latéralement, et des moyens permettant de régler le positionnement relatif des dents des roues dentées 12 et 14 Les positions des blocs 28 sont réglées de manière que leur écartement soit légèrement supérieur au diamètre de la pièce 11 Une fois que le jeu approprié est établi entre les blocs, on procède à un réglage de la phase de la roue dentée pivotante 14 de brunissage en desserrant les boulons 31 passant dans des trous oblongs 32 En réglant la position des dents de l'une des roues de brunissage par rapport à l'autre roue et en réglant conve- nablement le bloc 28, l'opérateur de l'appareil 10 peut assurer une entrée en prise appropriée des roues dentées 12 et 14 avec la pièce 11 En général, les blocs sont positionnés de manière qu'une dent de la pièce 11 s'ali- gne elle-même avec un espace entre-dents de la roue dentée pivotante 14 de brunissage lorsque la pièce 11 repose contre l'un des blocs 28 Lorsque la roue dentée pivotante 14 de brunissage est en prise avec la pièce 11, cette der- nière est soulevée du bloc contre lequel elle reposait et une rotation synchrone des roues dentées 12 et 14 évite tout contact entre la pièce 11 et les blocs 28 Il est apparu qu'en ménageant un jeu latéral d'environ 0, 25 mm sur chaque côté de la pièce, des pièces cannelées ayant des diamètres de 2,5 cm ou moins peuvent être convenable- ment alignées. Un avantage important de la présente invention est la facilité avec laquelle les roues dentées de brunis- sage entrent en prise avec les pièces En raison de l'uti- lisation de courroies crantées, le mouvement de transla- tion de l'une des roues dentées, tout en empêchant un déplacement des poulies 39 et de l'arbre 23 d'entraine- ment, provoque une rotation de la roue dentée en transla- tion pendant qu'elle se rapproche (ou s'éloigne) de la pièce 11 En raison du mouvement épicycloidal de la roue dentée mobile 14, l'engrènement de cette dernière avec la pièce est notablement facilité Il convient également de noter que des chaînes de synchronisation de diverses conceptions pourraient être utilisées à la place des courroies crantées décrites ci-dessus Il est cependant préférable qu'un engrènement ferme existe entre les diverses courroies ou chaînes et les poulies respectives pour maintenir un réglage de phase approprié entre les roues dentées de brunissage. La figure 2 est une vue en bout de l'appareil 10. Un amortisseur 34 de chocs est relié au cylindre 19 et un bloc 33 de contact est calé sur un axe 37 qui est monté sur le bras 16 En calant le bloc 33 sur l'axe 37, on assure un alignement convenable entre l'amortisseur et le bloc 33 L'amortisseur 34 comporte une tête 36 qui entre en contact avec le bloc 33 immédiatement avant l'entrée en prise de la roue dentée 14 avec la pièce 11 pour empêcher tout choc entre elles Un ressort 35 détend l'amortisseur 34 lorsque la roue dentée 14 est dégagée de la pièce 11 afin d'empêcher tout choc entre la roue dentée 14 avec les pièces suivantes Une butée réglable 73 et un écrou 74 de réglage sont vissés sur l'extérieur de l'amortisseur 34 pour empêcher tout dépassement de course de la roue dentée mobile 14. Une autre caractéristique de l'invention réside dans un capteur 70 de proximité qui détecte la présence d'indicateurs 71 qui signalent l'amplitude de la déviation du bras 16 par rapport au piston 19 Le capteur 70 de proximité est utilisé pour déterminer le degré de pression appliqué au piston du cylindre 19 La pression maximale est appliquée au bras 16 par l'intermédiaire du piston du cylindre 19 uniquement lorsque les roues dentées 12 et 14 sont en prise complète avec la pièce 11 Le capteur 70 de proximité détecte indirectement le degré d'engrènement des roues dentées avec la pièce 11 par mesure de l'amplitude de la déviation du bras 16 par rapport au piston du cylin- dre 19 Ce dernier exerce sur le bras 16 une force descen- dante de valeur nominale jusqu'à ce que le capteur détecte un engrènement complet Lorsque le capteur détecte l'engrè- nement complet ou total, une seconde force, d'un degré plus élevé, est appliquée au bras 16 et donc à la pièce 11. Toute détérioration de la pièce est ainsi prévenue. Une autre caractéristique importante de l'inven- tion est que l'une des roues dentées 12 et 14 présente avantageusement un angle de pression qui est sensiblement plus grand que celui de la pièce 11 L'autre des roues dentées 12 et 14 présente un angle de pression inférieur à celui de la pièce 11 Le concept consistant à utiliser des roues dentées de brunissage présentant des angles de pression différents fait l'objet du brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 305 190 Il convient de noter que, du fait 25450 ? 6 de l'utilisation de roues dentées présentant des angles de pression différents, le diamètre utile de roulement de roues dentées de diamètres égaux est différent En conséquence, il peut être nécessaire que le point 22 de pivotement du bras 16 ne coïncide pas avec l'axe de rota- tion de l'arbre 23 Ceci est dû au fait que des roues dentées ayant des angles de pression différents doivent être mises en rotation à des distances différentes de la pièce pour conserver la même vitesse angulaire par rapport à la pièce Par conséquent, pour maintenir la pièce-11 dans une position constante en translation, il peut être nécessaire que l'axe 24 de l'arbre 23 soit différent de l'axe autour duquel le bras 16 pivote lorsque l'on utilise des roues dentées 12 et 14 de brunissage ayant des angles de pression différents Cependant et en variante, des roues dentées de diamètres très différents peuvent être utili- sées, pourvu que l'on obtienne, comme résultat final, une bonne stabilité en translation Ceci peut 9 tre obtenu par variation de la dimension des poulies 38 associées aux roues dentées de brunissage Il est apparu que l'utilisa- tion de roues dentées ayant des angles de pression diffé- rents permet d'obtenir un meilleur rendement de la machine de brunissage, car le travail des roues dentées de brunis- sage est réparti sur différentes zones du profil des dents de la pièce Une roue de brunissage présentant un grand angle de pression réalise un brunissage des parties exté- rieures des dents de la pièce, tandis qu'une roue de bru- nissage présentant un petit angle de pression réalise un brunissage des parties intérieures des dents d'une pièce. Il convient également de noter que pour permet- tre à l'appareil 10 de brunir des pièces de diverses dimen- sions, il peut être nécessaire de procéder à de légères modifications Par exemple, les blocs 28 utilisés pour positionner la pièce doivent être réglés non seulement pour établir un écartement approprié, mais également en tenant compte du mouvement courbe de pivotement de la roue dentée 14. La figure 4 représente l'appareil 10 de brunis- sage équipé d'une paire supplémentaire de roues dentées 12 a et 14 a de brunissage La paire supplémentaire de roues dentées de brunissage peut être amenée en prise avec un jeu différent de dents de la pièce 11 L'entrée en prise de la roue dentée 14 a de brunissage avec la pièce 11 est de préférence provoquée par l'actionnement de la même source de force motrice que celle actionnant le cylindre 19 afin de provoquer une entrée en prise simultanée des roues dentées pivotantes 14 et 14 a de brunissage La source de force motrice provoquant l'entrée en prise des roues dentées pivotantes de brunissage est de préférence une source d'alimentation en fluide moteur, raccordée par une conduite 21-au cylindre 19, le fluide pouvant être hydraulique ou pneumatique, par exemple En l'absence d'un second jeu de roues dentées de brunissage, la pièce 11 peut être supportée par un élément d'appui (non représenté) qui peut faire partie d'un transporteur (non représenté) insé- rant et retirant la pièce 11 Il convient de noter qu'en utilisant le bras 16 comme bras de levier, on multiplie l'effet produit par l'élément 18 d'application de force sur la pièce 11. Les figures 5 et 6 représentent une autre forme de réalisation de l'invention La figure 5 est une vue en plan d'un appareil conçu pour brunir des roues dentées sensiblement plates Dans cette forme de réalisation, l'appareil comprend une embase 1 qui porte une table 40 sur laquelle sont montées deux roues dentées 12 et 14 de brunissage La roue dentée fixe 12 de brunissage repose sur un premier côté d'une goulotte 51, et la roue dentée pivotante 14 de brunissage est disposée sur l'autre côté de cette goulotte Un cylindre 41 et une tige 42 sont conçus pour prendre une pièce 11 et l'amener en position entre les roues dentées 12 et 14 de brunissage Un second. cylindre 19 et une tige 17 amènent la roue dentée pivo- tante 14 en prise avec la pièce 11 La rotation synchro- nisée des roues dentées 12 et 14 est assurée par une courroie crantée unique 47 qui est mise en rotation par une poulie 48 fixée sur une branche 49 entraînée par un moteur 53 La roue dentée pivotante 14 de brunissage est portée par un bras 16 qui est relié, par une extrémité, à la table 40 au moyen d'une articulation renforcée 45. Lorsque la roue dentée pivotante 14 effectue un mouvement de translation, le mou de la courroie crantée 47 peut être absorbé par une poulie 56 rappelée par ressort De cette manière, des pièces de divers diamètres peuvent être brunies Il convient de noter que la goulotte 51 peut être modifiée de façon à accepter des roues dentées réalisées d'une seule pièce avec des axes allongés, grâce à la pré- sence d'une fente 50 dans laquelle les axes peuvent coulis- ser Il convient également de noter qu'il peut être souhai- table de prévoir une butée 62 pour déterminer la position de la pièce 11 par rapport aux roues dentées 12 et 14 de brunissage En variante, la tige 42 peut comporter, à son extrémité, une partie élargie 60 qui s'enclenche dans un évidement 58 ménagé dans l'une des faces de la pièce 11. Le mouvement d'extension de la tige 42 peut être commandé avec précision pour assurer un positionnement convenable de la pièce 11 entre les roues dentées 12 et 14 de brunis- sage Il convient de noter qu'en raison du mouvement en courbe du bras 16, la roue dentée 14 de brunissage suit un trajet incurvé dans un trou oblong incurvé 64 En variante de cet agencement, on peut prévoir un trou oblong sensiblement droit dans lequel la roue dentée 14 est maintenue sans guidage du bras 16. On peut voir sur la figure 6 que les roues den- tées 12 et 14 de brunissage tourillonnent dans la table 40 et sont entraînées par la courroie crantée 47 Cette der- nière entraîne des poulies 66 et 68 qui sont reliées aux extrémités opposées des tourillons portant les roues dentées 12 et 14 de brunissage, respectivement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil de brunissage,caractérisé en ce qu'il comporte deux roues dentées ( 12,14) de brunissage destinées à entrer en prise de travail avec les dents situées sur des côtés sensiblement diamétralement opposés d'une pièce ( 11), des moyens destinés à tendre à déplacer à force les roues dentées l'une vers l'autre et vers la pièce, des moyens destinés à faire tourner simultanément et en synchronisme les roues dentées à une vitesse telle que la pièce soit maintenue immobile en translation pendant qu'elle est mise en rotation par les roues dentées, l'une ( 14) des roues dentées étant mobile pour permettre à la pièce d'être amenée en prise avec Vautre ( 12) des roues dentées et être dégagée de cette autre roue dentée. 2 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens destinés à faire tourner les roues dentées comprennent un arbre rotatif ( 23) auquel deux courroies crantées ( 13,15) sont reliées, chacune des courroies étant conçue pour entraîner l'une des roues dentées, la roue dentée mobile étant conçue pour effec- tuer un mouvement épicycloldal après son entrée en prise avec la pièce et alors que l'arbre est maintenu de façon à ne pas pouvoir tourner. 3 Appareil selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les dents des roues dentées ont des carac- téristiques telles que l'une des roues dentées présente un angle de pression supérieur à celui de la pièce et effectue un travail sur des parties extérieures des dents de la pièce alors que l'autre roue dentée présente un angle de pression inférieur à celui de la pièce et effec- tue un travail sur des parties intérieures des dents de la pièce. 4 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre des moyens de position- nement de la pièce qui assurent l'engrènement des roues dentées avec la pièce dans une position s'étendant suivant une ligne coïncidant sensiblement avec les centres des 2545 26 roues dentées. Appareil selon la revendication 4, caracte- risé en ce que les moyens de positionnement comprennent deux blocs ( 28 Y disposés sur des côtés opposés de la pièce et pouvant être réglés dans diverses positions, et des moyens ( 31,32 > de réglage de phase destinés à régler l'alignement relatif des dents des roues dentées afin qu'un alignement sensiblement linéaire de la pièce et des centres des roues dentées puisse être assuré à la suite de l'entrée en prise des roues dentées avec la pièce. 6 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens tendant à déplacer à force les roues dentées vers la pièce comprennent un élément ( 16) de support portant la roue dentée mobile, et un dispositif ( 18) d'application de force qui est monté de façon à pou- voir pivoter sur l'élément de support afin d'appliquer des premier et second degrés de force d'engrènement aux roues dentées, le premier degré étant inférieur au second degré, un élément ( 70) étant destiné à détecter le degré d'engrènement des roues dentées avec la pièce et un élé- ment ( 71) d'indication agissant sur le dispositif d'appli- cation de force afin qu'il applique ledit premier degré de force d'engrènement si les roues dentées n'engrènent pas de façon totale avec la pièce, et qu'il applique ledit second degré de force d'engrènement uniquement si les roues dentées sont en prise complète avec la pièce. 7 Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le dispositif d'application de force est conçu pour dégager la roue dentée mobile de la pièce à intervalles réguliers afin de permettre le traitement d'autres pièces par l'appareil. 8 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte au moins une paire de roues dentées supplémentaires ( 12 a, 14 a) de brunissage conçues pour être amenées à force en prise avec des côtés opposés de la pièce, les roues dentées supplémentaires étant conçues pour tourner en prise avec les dents de la pièce, la rotation des roues dentées supplémentaires dépendant de la rotation de la pièce et de leur engrènement avec elle. 9 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les axes des roues dentées de brunissage sont sensiblement horizontaux, de sorte que l'appareil est conçu pour effectuer le brunissage de pièces sensible- ment allongées telles que des pièces cannelées. Appareil de brunissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes des roues dentées de brunissage sont sensiblement verticaux, de sorte que l'appa- reil est conçu pour effectuer le brunissage de pièces sensiblement plates telles que des roues d'engrenage. 11 Appareil selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les moyens de positionnement comprennent un élément ( 60) destiné à s'emboîter dans une ouverture ( 58) de la pièce et à amener ladite pièce en position et à la retirer de cette position. 12 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte des moyens ( 15) destinés à faire tourner la roue dentée mobile pendant sa translation afin qu'elle engrène avec la pièce. 13 Procédé de brunissage d'une pièce dentée, caractérisé en ce qu'il consiste à placer la pièce entre les centres de deux roues dentées de brunissage et sur une ligne coïncidant sensiblement avec lesdits centres, à rapprocher les roues dentées l'une de l'autre pour les faire engrener avec la pièce, à appliquer une force de compression à la pièce à l'aide des roues dentées, et à faire tourner en synchronisme les roues dentées de façon que les dents de la pièce soient en contact avec au moins l'une des roues dentées. 14 Procédé selon la revendication 13, caracté- risé en ce que l'une des roues dentées présente un angle de pression supérieur à celui de la pièce et est en prise avec des parties extérieures des dents de la pièce, et l'autre des roues dentées présente un angle de pression inférieur à celui de la pièce et est en prise avec des = k 545026 parties intérieures des dents de cette dernière, la rotation étant telle que chaque dent de la pièce entre en contact au moins une fois avec chacune des roues den- tées. 15 Procédé selon la revendication 13, caracté- risé en ce qu'il consiste en outre à amener la pièce en prise avec l'une des roues dentées avant qu'elle soit en prise avec l'autre roue dentée, et à supporter la pièce dans une position telle que l'engrènement complet de la pièce avec l'autre roue dentée soit assuré.