Brevet FR2558756A1 — publié le 19850802

"Dispositif pour la fabrication ou l'usinage des roues dentées à denture droite ou oblique I". L'invention concerne un dispositif pour la fabrication ou l'usinage de la denture de roues den- tées à denture droite ou oblique avec un outil. denté de forme hyperboloide ou globoide ou similaire qui présente une surface extérieure abrasive ou analogue et qui a une dimension axiale telle qu'il est en prise, d'un côté frontal à l'autre de la denture de la pièce à usiner, avec un angle de croisement entre l'axe de l'outil et la pièce à usiner, l'outil et la pièce à usiner étant couplés à une transmission de guidage, cette transr,ïis- sion de guidage comportant le même rapport de démulti- plication que la paire pièce-outil., et la paire pièce- outil roulant l'un sur l'autre, de sorte que pendant un processus d'usinage, seuls les flancs droit ou gauche des dents de l'outil s'appliquent sur les dents de la piece. L'invention part ainsi d'un état de la technique connu par le document DE-OS 33 04 980. Avec ce dispositif, il est possible d'usiner rapidement des roues dentées trempées, ou bien des roues dentées en matériau dur en assurant une qualité de surface élevée et une bonne qualité de denture. Par "surface abrasive", on entend une surface de l'outil permettant l'enlèvement de copeaux et ne comportant pas d'arête coupante orientée de façon homo- gène. Cette désignation comprend tous les outils compor- tant une surface de travail grenue, par exemple des outils de meulage, mais également des outils pour l'enlèvement de matériau par électrolyse, électro-érosion ou par voie électro-chimique (par exemple, des roues de rasage ne tombent pas sous le coup de cette appellation). Un dispositif tel que celui décrit ci-dessus fonctionne de façon que seul un côté des dents de l'outil s'applique sur le flanc opposé des dents de la pièce à usiner. Un jeu est ménagé sur l'autre côté des dents. Pendant le processus d'usinage, le côté des dents peut être inversé. Les roues de guidage peuvent tourner sans jeu. Mais il peut être avantageux, notamment lorsque l'outil est avancé par une modification de la distance des axes, de faire tourner les dents de guidage également avec un jeu entre les dents et en fait de façon que, par rapport à la paire pièce-outil, l'autre face de la dent s'applique. On obtient ainsi que la paire pièce-outil tout comme la paire de roues de guidage, tourne avec un jeu entre les dents, mais que l'ensemble du mécanisme tourne sans jeu. Un dis- positif, tel que celui précédemment défini, fonctionne pratiquement sans déplacement longitudinal. On peut égale- ment utiliser selon le cas pour les roues de guidage, en dehors de roues dentées, des roues à friction ou des dis- ques à friction ou analogues, dont la réalisation est relativement simple. Il y a simplement lieu de veiller à ce qu'elles présentent la démultiplication correcte. Dans le cas du dispositif connu, il est sim- plement prévu pour la paire pièce-outil et pour la paire de roues de guidage, un unique emplacement o se croisent à une certaine distance les axes, emplacement appelé point de croisement des axes ou bien normale commune. Une posi- tion déterminée pour ce point de croisement des axes n'est en fait pas prescrite, c'est-à-dire qu'il peut se situer à l'intérieur de la largeur de dent de la pièce ou bien de la roue de guidage ou bien se situer en dehors de la den- ture, par exemple entre les roues précitées. Mais il n'en reste pas moins, que du fait de ce point de croisement com- mun des axes, la réalisation du dispositif est soumiseà des limitations. Egalement, l'outil ou bien une roue de guidage ou bien les deux, peuvent être très compliqués. Si par exemple, le point de croisement des axes se situe à l'intérieur de la paire pièce-outil, l'outil est alors relativement simple, mais les roues de guidage sont très compliquées, car elles doivent être une combinaison d'une roue dentée pour axes croisés et d'une roue conique. L'invention a pour but de créer un disposi- tif qui puisse être réalisé d'une façon simple, qui puisse être réajusté d'une façon simple et pour lequel l'outil et/ou les roues de guidage sont simples. Ce but est atteint grâce au dispositif pré- cédemment décrit, dispositif caractérisé en ce que pour la paire pièceoutil et pour une paire' de roues de guidage de la transmission de guidage, il est prévu respectivement un point de croisement particulier des axes (normale commune). L'invention peut être avantageusement complé- tée en prévoyant que, entre la paire pièce-outil et la paire de roues de guidage, il est prévu une transmission avec des roues de changement de vitesses. Afin que, - en maintenant les points parti- culiers de croisement des axes - la paire pièce-outil tout comme les roues de guidage et les roues de changement de vitesses, puissent être facilement accessibles, l'invention est réalisée avantageusement en prévoyant que la pièce à usiner et une roue dentée couplée avec elle de la transmis- sion de guidage, sont disposées sur deux arbres d'axes parallèles l'un à l'autre, reliés ensemble par l'intermé- diaire de roues maîtresses, tandis que l'outil et une roue dentée, couplée sur lui, de la transmission de guidage, sont également disposés sur des arbres d'axes parallèles l'un à l'autre reliés entre eux par l'intermédiaire de roues de changement de vitesses. Une simplification est obtenue en prévoyant en outre que les roues maîtresses sont installées à poste fixe dans le dispositif. Le dispositif conforme à l'invention peut être simplifié dans sa réalisation du fait que les roues dentées de la paire de roues de guidage précitée, sont des roues hélicoidales cylindriques, ce qui a une influen- ce favorable sur le coût. Comme les roues de guidage ont un point de croisement des axes qui leur est propre et qui est indépendant de la paire pièce-outil, leur denture peut être réalisée indépendamment de la forme de la denture de l'outil. L'invention va être exposée ci-après en se référant à des exemples de réalisation représentés dans quatre figures. Sels sont alors indiqués les éléments qui sont importants pour l'invention. Les paliers, les moyens de déplacement et d'autres parties qui sont classiques dans le cas des machines-outils, n'ont pas été représentés. - la figure 1 montre schématiquement un exemple d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 montre un autre exemple de réalisation avec une réalisation faisant appel à une trans- mission de réglage, - la figure 3 montre schématiquement en coupe, à titre de détail de la transmission de réglage, le dispositif selon la figure 2, - la figure 4 montre également de façon schématique un autre exemple de réalisation. Une pièce à usiner 2, à savoir une roue dentée à usiner, est bridée de façon amovible sur une bro- che de pièce à usiner 1. Le dispositif de bridage est connu et en conséquence, non représenté. La pièce à usiner est usinée avec un outil 603, qui est bridé de façon amo- vible sur une broche d'outil 604. Les axes de la pièce à usiner et de l'outil, ou bien leur broche, se croisent à une certaine distance. Les axes se croisant ainsi ont en commun une normale perpendiculaire aux deux axes et qui est désignée en pratique comme point de croisement des axes. Dans l'exemple de la figure 1, le point de croisement des axes 605 se situe à l'intérieur de la denture. Mais ceci n'est pas une condition impérative, et ce point de croisement peut également se situer à l'extérieur. L'outil est engagé autour de la pièce à usiner de manière hyperboloide ou bien globoi dou d'une façon analogue. Les dents de l'outil ne touchent les dents de la pièce à usiner que respective- ment sur une face, et sur le plan arrière, il est respecti- vement prévu un jeu. On travaille avec le dispositif en plongée, c'est-àdire sans déplacement longitudinal. En conséquence, les dents de l'outil sont au moins aussi lar- ges que les dents de la pièce a usiner. Les dents de l'ou- til comportent au moins sur les flancs de dents opération- nels une surface abrasive. Sur la broche 1 de la pièce à usiner, est placée une première roue de guidage 606 qui engrène avec une seconde roue de guidage 607. Cette dernière est placée sur un arbre d'entraînement 608. Les axes des roues de guidage se croisent à une certaine distance et cpnstituent ainsi un second point de croisement des axes 609. Chacune des deux paires de roues 2, 603 ou bien 606, 607, comporte ainsi un point de croisement des axes distinct. L'arbre d'entraînement 608 est d'une part, couplé a un moteur 610 susceptible d'être enclenché dans les deux sens de rota- tion. Sur l'extrémité libre de l'arbre d'entraînement est placée, de façon amovible, une roue de changement de vitesses 611 qui engrène avec une roue intermédiaire 612. Celle-ci est en prise sur une seconde roue de changement de vitesses 613 qui est placée de façon amovible sur l'ex - trémité libre de la broche de l'outil. Dans le cas de ce dispositif, la démultiplication de la paire de roues de guidage 606, 607 n'a pas besoin de coincider avec la démul- tiplication de la paire pièce-outil. Il est seulement im- portant que la démultiplication de la transmission d'en- semble constituée par les roues de guidage et les roues de changement de vitesses, coincide avec le rapport de démultiplication de la paire pièceoutil. Si une autre pièce à usiner est traitée, et donc, si la paire pièce- outil est changée, la paire de roues de guidage peut rester la même, il y a simplement lieu de changer les roues de changement de vitesses 611, 612, 613. La condition est, bien entendu, que les angles de croisement des axes restent les mêmes. A l'extrémité libre de la broche de pièce à usiner 1, il est prévu un frein 614. Sur la broche d'outil 604, il est prévu un accouplement débrayable 615. Les flancs de dents à usiner sont intervertis par inversion du sens de rotation du moteur 610, un dé- brayage approprié du couplage 615 et l'actionnement du frein 614. Dans le dispositif, la broche 604 de l'outil et l'arbre d'entraînement 608 sont montés dans un bâti, non représenté, de sorte que l'angle de croisement des axes par rapport à la broche d'outil 1, puisse être choisi. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 2 et 3, la piece à usiner 521 est usinée par un outil 522. Cet outil est réalisé de façon décrite en corré- lation avec la figure 1. La pièce à usiner est montée de façon amovible sur une broche 523 de pièce à usiner, et l'outil 522 est monté de façon amovible sur une broche 524 de l'outil. A l'extrémité libre de la broche 524 de l'ou- til, il est prévu un moteur 525. A l'extrémité libre de la broche 523 de la pièce a usiner, est placée, de façon amo- vible, une roue de guidage 526 qui engrène avec une secon- de roue de guidage 527. Les axes de la pièce à usiner et de l'outil d'une part, et des roues de guidage d'autre part, se croisent à une certaine distance. Chacun des mécanismes précités a un point de croisement des axes qui lui est propre, (distinct) 537, 538 (normales communes). La seconde roue de guidage 527 est montée de façon amovi- ble sur un arbre 528. Les deux mécanismes 521, 522 ou bien 526, 527 ont les mêmes rapports de démultiplication. La broche 524 de l'outil et l'arbre 528 sont reliés ensemble au moyen d'une transmission à cour- roie 529 qui joue le rôle de mécanisme de réglage. Le mécanisme à courroie est constitué essentiellement d'un disque denté 530 monté sur un arbre 528 et d'un second disque denté 531 monté sur la broche 524 de l'outil, ces deux disques étant enveloppés par une courroie dentée 532. Un étrier de mise sous tension 533; est disposé entre les disques dentés, de sorte qu'il entoure la courroie dentée. Il est monté à angle droit, par rapport aux axes des dis- ques dentés 530, 531, en étant susceptible d'être déplacé et il est entraîné, à cet effet, par un moteur 534. Dans l'étrier de mise sous tension, sont montés deux galets 535, 536 dont respectivement l'un s'applique selon la posi- tion de l'étrier de mise en tension à l'extérieur sur la courroie dentée et courbe celle-ci. Par changement du galet de tension efficace, c'est-àdire par changement du brin courbé de la courroie dentée, une rotation supplémen- taire est communiquée aux arbres 524, 528 grâce à laquelle l'un ou l'autre côté des dents de l'outil, est amené à volonté au contact des dents de la pièce à usiner. Le dispositif est également utilisable avec une réalisation appropriée pour la fabrication de pièces à usiner dentées intérieurement ou pour l'usinage d'outils dentés intérieurement. Une autre réalisation est représentée sur la figure 4. Une pièce à usiner 620, à savoir une roue den- tée à usiner, est bridée de façon amovible sur une broche de pièces à usiner (arbre 622). Elle est usinée avec un outil 621 qui est bridé de façon amovible sur une broche d'outil 623. Les axes de la pièce à usiner et de l'outil, ou bien leurs broches, se croisent à une certaine distance. Les axes se croisant ainsi ont une normale commune perpen- diculaire aux deux axes. Le point o cette normale traverse les dentures est ce que l'on appelle le point primitif 624. L'outil 621 correspond, en ce qui concerne sa forme et son mode d'action, à l'outil 603. Sur l'arbre 622 est placée une première roue maîtresse 625 qui engrène sans jeu avec une seconde roue maîtresse 626. Cette dernière est placée sur un arbre 627 sur lequel est en outre montée, de façon amovible, une première roue de guidage 628 qui engrène avec une seconde roue de guidage 629. Celle-ci est également montée de façon amovible sur un arbre 630. Les axes des roues de guidage se croisent également à une certaine distance et ont une normale commune qui constitue le point de croisement des axes 631. Les dents des deux roues de guidage 628, 629 se touchent également seulement sur un côté, un jeu étant ménagé sur le flanc opposé. Afin que le système pièce/outil/paire de guidages fonctionne dans l'ensemble sans Jeu, l'outil 621 et la seconde roue de guidage 629 sont en outre couplés ensemble par l'intermédiaire de roues de changement de vitesses 632, 633 engrenant l'une avec l'autre sans jeu. La roue de changement de vitesses 633 est alors rapportée sur la broche d'outil 623, tandis que la roue de changement de vitesses 632 est rapportée sur l'ar- bre 630. Des deux roues de guidage 628, 629, l'une peut attaquer l'autre d'une façon hyperboloide ou globoide ou bien de façon analogue en correspondance avec la réalisa- tion de l'outil. Mais le dispositif est d'une construction plus simple lorsque les roues de guidage 628, 629 - comme cela est représenté sur le dessin - sont réalisées sous la forme de roues hélicoidales cylindriques. Bien entendu, cette réalisation est également possible dans le cas des dispositifs selon les figures 1 et 2. La broche ou arbre 622 de la pièce à usiner est couplée avec un moteur 638 susceptible d'être renver- se dans les deux sens de rotation. Sur la broche 623 de l'outil est prévu un frein 634 et sur l'arbre 627 un accouplement débrayable 635. Les flancs de dents à usiner sont interver- tis par interversion du sens de rotation du moteur 628, une mise en prise appropriée de l'accouplement 635 et par actionnement du frein 634. Dans le dispositif, la broche 623 de l'outil et l'arbre 630 sont montés de façon telle dans un bâti non représenté, que l'angle de croisement des axes peut être choisi par rapport à la broche d'outil 622 et par rapport à l'arbre 627. Les deux roues maîtresses 625, 626 ou bien leurs arbres 622, 627 sont avantageusement montés à poste fixe dans le bâti, non représenté, de sorte que selon le cas d'usinage, seules les roues de changement de vitesses doivent être remplacées. Les roues maîtresses 625, 626 et également les roues de changement de vitesses 632, 633 peuvent être montées dans un boîtier qui leur est propre, par exemple 636, ou bien être protégées contre les effets nuisibles des enlèvements par l'outil ou bien des copeaux par d'autres moyens appropriés, par exemple des protec- tions 637 contre les projections. Sur le dessin, les roues maîtresses 625, 626 et les roues de changement de vitesses 632, 633 sont repré- sentées effectivement avec les mêmes dimensions, c'est-à- dire avec un rapport de démultiplication 1: 1. Cela n'est toutefois pas une nécessité. L'une des paires de roues peut tout aussi bien comporter une surmultiplication dans le sens d'une accélération et l'autre paire une démultipli- cation de même importance dans le sens d'un ralentissement. De même, il n'est pas absolument nécessaire que la surmul- tiplication de la paire de roues de guidage 628, 629 cor- responde à la surmultiplication de la paire pièce-outil 620, 621. Il est seulement important dans chaque cas, que la surmultiplication de l'ensemble de la transmission constituée par les roues maîtresses, les roues de guidage et les roues de changement de vitesses, coïncide avec le rapport de surmultiplication de la paire pièce-outil. Si l'on traite une autre pièce à usiner, c'est-à-dire si la paire pièce-outil est changée, la paire de roues de gui- dage peut rester la même, il y a seulement lieu de changer les roues de changement de vitesses. La condition est tou- tefois que les angles de croisement des axes restent les mêmes. Comme la distance entre la broche 623 de l'outil et l'arbre 630 se modifie avec les angles de croisement des axes, il doit être prévu des roues de changement de vitesses distinctes pour chaque angle de croisement des axes, même pour une démultiplication 1: 1 des roues de changement de vitesses. Dans une réalisation légèrement modifiée par rapport à la figure 4, le dispositif convient également pour la fabrication ou l'usinage de pièces à usiner dentées in- térieurement: au lieu de deux roues de changement de vitesses qui sont représentées, trois roues de changement de vitesses sont alors nécessaires pour adapter le sens de rotation de l'outil 621 à celui de la pièce à usiner den- tée intérieurement. Trois roues de changement de vitesses sont également nécessaires lorsqu'on doit travailler avec un outil denté intérieurement au lieu d'un outil denté extérieurement, tel que celui représenté. l1 RE V E N D I CA T I 0 NS 1 ) Dispositif pour la fabrication ou l'usi- nage de la denture de roues dentées à denture droite ou oblique avec un outil denté de forme hyperbolo!de ou blobofde oU ÉLmilalre qui présente une surface extérieure abrasive ou analogue et qui a une dimension axiale telle qu'il est en prise, d'un côté frontal à l'autre de la denture de la pièce, avec un angle de croisement entre l'axe de l'outil et la pièce, l'outil et la pièce à usiner étant couplés à une transmission de guidage, cette transmission de guidage comportant le même rapport de démultiplication que la paire pièce-outil, et la paire pièce-outil roulant l'un sur l'au- tre, de sorte que pendant un processus d'usinage seuls les flancs droit ou gauche des dents de l'outil s'appliquent sur les dents de la pièce, dispositif caractérisé en ce que pour la paire outil-pièce (2, 603; 521, 522; 620, 621) et pour une paire de roues de guidage de la transmis- sion de guidage (606, 607; 526, 527; 628, 629), il est prévu respectivement un point de croisement particulier des axes (normale commune) (605, 609; 537, 538; 624, 631). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la paire pièce-outil (2, 603) et la paire de roues de guidage (606, 607), il est prévu une transmission avec des roues de changement de vitesses (611, 612, 613). 3 0) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce à usiner (620) et une roue dentée (628) couplée avec elle de la transmission de gui- dage, sont disposées sur deux arbres d'axes parallèles l'un à l'autre (622, 627), reliés ensemble par l'intermé- diaire de roues maîtresses (626, 626), tandis que l'outil (621) et une roue dentée (629), couplée avec lui, de la transmission de guidage, sont également disposés sur des arbres d'axes parallèles l'un à l'autre (623, 630) reliés entre eux par l'intermédiaire de roues de changement de vitesses (632, 633). 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les roues maîtresses (625, 626) sont installées à poste fixe dans le dispositif. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les roues dentées (606, 607; 526, 527; 628, 629) de la paire de roues de guidage précitée sont des roues hélicoidales cylindriques.