Brevet FR2558754A1 — publié le 19850802

Dispositif pour la fabrication etl'usinage de roues dentées " La présente invention concerne un procédé pour la fabrication et l'usinage de la denture de roues dentées à denture droite ou en hélice, au moyen d'un outil denté, de forme hyperboloide, globofde, ou analogue, qui présente une surface abrasive d'enlèvement de copeaux et qui présente une dimension axiale telle qu'il soit en en- grènement depuis une face frontale de la denture de la pièce jusqu'à l'autre face, auquel cas un angle de croise- ment d'axes est prévu entre la pièce et l'outil, l'outil et la pièce étant reliés chacun à une roue de guidage, ces roues de guidage engrenant entre elles et présentent le même rapport de démultiplication que la paire pièce-outil, la pièce et l'outil roulant l'un sur l'autre de telle sor- te que, au cours d'un processus d'usinage, chaque fois,_ seul le flanc de droite ou le flanc de gauche des dents de l'outil soit appliqué contre les dents de la pièce. Par le terme "surface abrasive", l'inven- tion désigne une surface extérieure d'enlèvement de co- peaux de l'outil qui ne présente aucun bord de coupe d'orientation particulière ou arête analogue. Sont concer- nés par ce terme tous les outils avec des surfaces d'usi- nage formées de grains par exemple des outils de meulage, mais également des outils pour enlèvement de matière électrolytique ou électroérosif ou électrochimique (ne sont pas concernées par exemple des roues de rasage). Un dispositif du type mentionné ci-dessus travaille de telle manière qu'à chaque instant seul un côté des dents d'outil est appliqué contre le flanc oppo- sé des dents de la pièce. Sur l'autre côté de la dent existe un certain jeu. Le côté de dents peut être éthangé au cours de l'opération d'usinage. Les roues de guida4e peuvent tourner sans jeu. Il peut être avantageux notam- ment lorsque l'outil est réglé en position par modifica- tion de la distance entre axes, de prévoir que les roues de guidage s'appliquent également l'une sur l'autre avec un seul flanc de dents et en réalité recouvrent l'autre flanc de dent avec la paire pièce-outil. Dans ce cas, la paire pièce-outil ainsi que la paire de roues de guidage tournent avec jeu, mais l'ensemble du mécanisme tourne sans jeu. Un dispositif du genre décrit au début fonc- tionne pratiquement sans avance longitudinale (DE 33 04 980.7). Dans les dispositifs de ce genre proposés jusqu'à maintenant, les flancs de dent sont pressés l'un sur l'autre à l'aide d'un dispositif de freinage ou à l'aide de masses d'inertie. Les flancs usinés sont alter- nés soit par un changement de sens de rotation du moteur d'entraînement, et/ou au moyen d'accouplements de conne- xion. La présente invention a pour but de sim- plifier le changement d'alternance des flancs usinés et éventuellement à accélérer et à régulariser de manière simple, la pression des flancs de dents agissant l'un sur l'autre. Le problème posé par l'invention est réso- lu avec un dispositif du genre décrit au début, caracté- risé en ce que dans la liaison entre la paire pièce-outil et la paire de roues de guidage, est prévu un mécanisme de réglage pour régler et ajuster la position angulaire réciproque de la roue de guidage et de la roue d'outil, en vue d'une modification de l'application des flancs de la paire pièce-outil et dans la paire de roues de guidage. Un mécanisme de réglage de position dans le sens de l'invention est un mécanisme avec lequel une rotation supplémentaire peut être appliquée, de l'exté- rieur à une rotation existante. Un tel mécanisme de régla- ge de position peut, par exemple, être un mécanisme dit totalisateur (engrenage planétaire) avec deux roues-cen- traies et une cage de transmission planétaire. De tels engrenages sont connus en soi. Deux des organes mention- nes servent alors d'élément d'entrée et d'élément de sor- tie et le troisième organe sert à l'introduction de la rotation supplémentaire. Un dispositif conforme à la des- cription au début peut comprendre un mécanisme de réglage de position de 'ce genre. Si la rotation supplémentaire est seule- ment limitée, une simplification est possible par l'em- ploi de roues à dentures en hélice dont l'une est coulis- sante longitudinalement et peut être entraînée à cet effet. Le déplacement longitudinal permet alors la rota- tion supplémentaire sur l'arbre de sortie du mécanisme de réglage de position. Un tel mécanisme est caractérisé en ce que le mécanisme de réglage de position est un mé- canisme a roue dentée avec deux pignons de même grandeur à dentures en hélice de sens opposés; dont l'un est relié solidaire en rotation avec l'une des roues de gui- dage et engrène sans jeu avec une roue dentée, tandis que l'autre pignon est relié solidaire en rotation à la roue dentée d'outil et engrène sans jeu avec une roue dentée, ces deux roues dentées étant également de même grandeur et à dentures en hélice de sens opposé, et o les roues dentées sont reliées entre elles solidaires en rotation, et eoulissables axialement en commun pour faire tourner au choix les deux pignons relativement l'un à l'autre. Suivant une autre réalisation de l'inven- tion, le mécanisme de réglage de position est constitué par un mécanisme à élément de traction, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage de position est un méca- nisme à organe de traction (mécanisme à courroie) avec une roue de mécanisme accouplée solidaire en rotation avec la roue-outil, une roue de mécanisme de même grandeur accouplée solidaire en rotation avec une roue de guidage et un moyen de traction entourant les deux roues de méca- nisme disposées à axes parallèles entre elles, o deux galets de traction étant appliqués chacun, de l'extérieur, contre un des deux brins de l'élément de traction, ces galets étant montés sur un étrier de tension commun qui est coulissant longitudinalement perpendiculairement aux brins, en vue de tendre au choix l'un ou l'autre de ces brins du moyen de traction. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention résultent de la description ci-après con- cernant des exemples de réalisation représentés aux des- sins, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un mécanisme du réglage de positionnement confor- me à l'exemple de la figure 1 - la figure 3 est une représentation sché- matique d'un autre exemple de réalisation de l'invention avec un mécanisme à enroulement; - la figure 4 est une vue en coupe du mécanisme à enroulement de la figure 3. Sur une broche porte-pièce 1 (figure 1) est bridée, interchangeable, une pièce 2, à savoir une - roue dentée à usiner. L'installationde blocage est connue en soi et non représentée. La pièce 2 est usinée au moyen de deux outils dentés 503 et 504, qui sont montés, inter- changeables, respectivement sur une première et une seconde broche porteoutil 505 et 506. Les axes de la broche porte-pièce 1, d'une part, et des broches porte- outil 505 et 506, d'autre part, se croisent à distance, de telle sorte que les deux broches forment entre elles un angle de croisement. Dans la figure 1, les deux bro- ches porte-outil ne sont donc pas dans le plan de la figure. En conséquence, la paire pièce-outil 2, 503, 504 et la paire de roues de guidage mentionnée dessous ne sont pas dans le plan de la figure. Les outils 503, 504 sont engagés autour de la pièce 1 de manière hyperboloide ou globolde ou analogue. Les dents des outils sont en contact avec les dents de la pièce, seulement chaque fois avec un flanc de dent, et, sur le flanc arrière se trouve chaque fois un jeu de dents. Etant donné que, avec le dispositif, l'usinage s'effectue par le procédé dit "plon- geant", les dents des outils sont au moins aussi larges que celles de la pièce. Les dents des outils sont pour- vues au moins sur les flancs usinants d'un matériau abrasif. Sur chaque autre extrémité des broches porte-outil 505, et 506 est montée, de manière interchan- geable une roue de guidage, respectivement 507 et 508. Ces roues de guidage engrènent en commun avec un pignon d'entraînement 509. Le mécanisme 507, 508, 509 constitue comme le mécanisme 1, 503, 504, un mécanisme à axes croi- sés. Ces deux mécanismes possèdent des rapports de démul- tiplication identiques. Ils peuvent présenter un point de croisement d'axes commun (normale commune) qui est situé, par exemple entre les deux mécanismes, la pièce à usiner 1 et le pignon d'entraînement 509 étant alors coaxiaux. Ou bien chaque mécanisme possède un point de croisement d'axes propre (séparé) et les éléments 1, 509 ne sont plus nécessairement coaxiaux. Le pignon d'entraînement 509 peut être entraîne en rotation, par un arbre d'entraînement 5]0, par un moteur 511. Sur chacune des broches porte-outil 505, 506 est disposé un frein 512, 513 afin que les bro- ches puissent être freinées à volonté pour leur adapta- tion au procédé de travail choisi. L'une des broches porte-outil, c'est-à- dire la broche 505 est pourvue d'un mécanisme de réglage en position 514 qui est représenté schématiquement dans la figure 2. La première broche porte-outil 505 est pour cela partagée en deux arbres 505a et 505b qui sont accou- plés chacun respectivement avec la roue de guidage corres- pondante 507 et la roue d'outil 503. Sur chacune des ex- trémités tournées l'une vers l'autre de ces arbres, est disposé un pignon à denture en hélice, respectivement 515a et 515b. Leurs dentures en hélice sont opposées, comme le montre schématiquement la figure 2, et ils pos- sèdent le même nombre de dents. Les deux pignons 515a et 515b engrènent chacun avec une roue respective 516a et 516b qui sont à denture en hélice correspondant aux pignons et qui sont d'une largeur telle qu'elles peuvent être coulissées le long de leurs axes sans venir hors d'engrènement. Les deux roues 516a et 516b sont calées solidaires en rota- tion sur un arbre 517 pouvant coulisser longitudinalement. Pour l'entraînement de coulissement longitudinal, il est prévu un moteur 518 lequel agit sur l'arbre 517 par l'in- termédiaire d'une fourchette de connexion 519. Si le moteur 518 est mis en circuit, les roues à denture oblique 516a et 516b sont déplacées laté- ralement. Etant donné que les dentures en hélice de la paire de roues sont de sens opposés, les deux pignons 515a et 515b tournent dans des sens opposés. Selon ce déplacement supplémentaire, il est possible d'amener et d'appliquer au choix, à la paire outil-pièce 503, 2 ainsi qu'à la paire de roues de guidage 507, 509, l'une ou l'au- tre des faces de dents. Les faces de dents peuvent également être échangées par un choix d'actionnement des freins 512 et 513. Ainsi, dans le dispositif suivant la figure 1, les flancs de dents d'outil d'usinage peuvent être changés soit au moyen de mécanisme de changement de position, soit avec les freins, soit par une combinaison de ces deux actions. Les paliers mécanismes de déplacement et autres éléments habituels dans les machines outils sont connus en soi et en conséquence ne sont pas décrits. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 3 et 4. la pièce à usiner 521 est usinée au moyen d'un seul outil 522. Cet outil est constitue de la meme manière que celui représente dans la figure 1. La pièce à usiner est montée de manière interchangeable sur une broche portepièce 523 et l'outil 522 est monté de manière interchangeable sur une broche porte-outil 524. Sur l'extrémité libre de la broche porte-outil 524 est pré\u un moteur 525. Sur l'extrémité libre de la broche porte-piece 523 est morntée interchangeable une roue de guidage 526 qui engrène aNec une seconde roue de guidage 527. Les axes de la pièce et de l'outil, d'une part, et des roues de guidage, d'autre part, se croisent à distan- ce. Chacun des mécanismes mentionnés présente un point propre (séparé) de croisement d'axes (normale commune) 537. 53S. La seconde roue de guidage 527 est montée de manière interchangeable sur un arbre 526. Les deux méca- nismes 521, 522 ainsi que 527, 527 possèdent le même rap- port de démultiplication. La broche porte-outil 524 et l'arbre 525 sont reliés entre eux au moyen d'un mécanisme à enroule- ment 529 qui agit comme mécanisme du réglage de position. Ce mécanisme a enroulement comporte essentiellement un disque denté 530 qui est calé sur l'arbre 528 et un se- cond disque denté 531, qui est calé sur la broche porte- outil 524, ces deux disques étant entourés par une cour- roie dentée 532. Entre les disques dentés est disposé un étrier de tension 533 qui est engagé autour de la cour- roie dentée. Cet étrier 533 est monté coulissant perpen- diculairement aux axes des disques dentés 530, 531 et peut être entraîné en rotation par un moteur 534. Dans l'étrier de tension sont supportés deux galets 535, 536 dont l'un s'applique suivant la position de l'étrier vers l'extérieur, contre la courroie dentée et courbe celle-ci. Par échange de celui des galets qui est effi- cace, c'est-à-dire par changement du brin courbé de la courroie, on applique aux arbres 524, 528, une rotation supplémentaire avec laquelle, au choix, l'un ou l'autre côté des dents de l'outil est amené à s'appliquer contre les dents de la pièce. L'invention est également utilisable, par une constitution appropriée, à la fabrication de pièces à denture intérieure, ou avec des outils à denture intérieure. En outre, l'invention n'est pas limitée à la disposition décrite et représentée du mécanisme de réglage de position et des freins. Ces installations peuvent, par exemple au lieu d'être disposées entre l'outil et la roue de guidage, être préNues sur le côté de ceux-ci. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Dispositif pour la fabrication ou l'usinage de la denture de roues dentées à denture droite ou en hélice au moyen d'un outil denté de forme hyperboloide ou globolde ou analogue qui présente une surface abrasive d'enlèvement de copeaux et qui présente une dimension axiale telle qu'il soit en engrènement depuis une face frontale de la denture de la pièce jusqu'à l'autre face, auquel cas un angle de croisement d'axes est prévu entre la pièce et l'outil, l'outil et la pièce étant reliés chacun à une roue de guidage, ces roues de guidage engrè- nant entre elleset présentant le même rapport de démulti- plication que la paire pièce-outil, la pièce et l'outil roulant l'un sur l'autre de telle sorte que, au cours d'un processus d'usinage, chaque fois, seul le flanc de droite ou le flanc de gauche des dents de l'outil soit appliqué contre les dents de la pièce, dispositif carac- térisé en ce que, dans la liaison entre la paire pièce outil (2, 503, 504; 521, 522) et la paire de roues de guidage (509, 507, 508; 526, 527) est prévu un mécanisme de réglage de position (514; 529) pour régler et ajuster la position angulaire réciproque de la roue de guidage et de la roue d'outil, en vue d'une modification de l'appli- cation des flancs dans la paire pièce-outl (2, 503, 504; 521, 522) et dans la paire de roues de guidage (509, 507, 508; 526, 527). 2 ) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de réglage de posi- tion est un mécanisme à roue dentée (514) avec deux pignons (515a, 515b) de même grandeur, à dentures en héli- ce de sens opposés, dont l'un (515a) est relié solidaire en rotation avec l'une des roues de guidage (507) et en- grène sans jeu avec une roue dentée (516a) tandis que l'autre pignon (515b) est relié solidaire en rotation à la roue dentée d'outil (503) et engrène sans jeu avec une roue dentée (516b) ces deux roues dentées (516a et 516b) étant également de même grandeur et à dentures en hélice de sens opposé, et o les roues dentées (516a, 516b) sont reliées entre elles solidaires en rotation, coulissables axialement en commun pour faire tourner au choix les deux pignons (515a, 515b) relativement l'un à l'autre. 3 ) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme du réglage de posi- tion est un mécanisme à élément de traction (mécanisme à courroie 529) avec une roue de mécanisme (531) accouplée solidaire en rotation avec la roue-outil (503) une roue de mécanisme (530) de même grandeur accouplée solidaire en rotation avec une roue de guidage (527) et un élément de traction (532) entourant les deux roues de mécanismes (529, 530) disposées à axes parallèles entre elles ou deux galets de tension (535 et 536) étant appliqués cha- cun, de l'extérieur, contre l'un des deux brins de l'élémentde traction (532), ces galets étant montés sur un étrier de tension commun (533) qui est coulissant longitudinalement perpendiculairement aux brins, en vue de tendre au choix l'un ou l'autre de ces brins de l'élé- ment de traction (532).