Brevet FR2588503A1 — publié le 19870417

La presente invention concerne les engrena- ges a dentures hélicoidales et elle se rapporte plus particulièrement a un ensemble d'engrenages moulés a dentures helicoïdales. La fabrication d'engrenages par moulage est particulièrement intéressante notamment en raison du gain de poids appreciable qui résulte du remplacement a'un métal par une matière plastique, et de la reduc- tion des prix de revient de telles pièces, le taillage 1i a la fraise ou au couteau pouvant être remplacé par un moulage en grande serie. D'autre part, les progrès en matière de ré- sistance des matières plastiques, ont permis de diver- sifier les applications de tels engrenages, notamment en micromécanique, en mécanique générale et dans le domaine de l'automobile. Dans certaines applications, il est neces- saire de disposer d'un ensemble d'engrenages étagés soit a dentures droites, soit a dentures helicoidales, et on sait qu'il est plus économique de mouler un en- semble d'engrenages plutôt que de rapporter l'un con- tre l'autre et coaxialement, des engrenages unitaires. La fabrication et plus particulièrement le démoulage d'un ensemble d'engrenages étages a dentures droites est relativement facile, ce qui n'est pas le cas pour un ensemble d'engrenages etages a dentures hélicoïdales. En effet, le demoulage d'un engrenage a den- ture helicoïdale s'effectue par un déplacement, par exemple de cet engrenage par rapport a une empreinte, ce déplacement se décomposant en une rotation o4 combi- nee a une translation t ou t est proportionnelle a: t = K O Si CK est exprimée en radians et si P est le pas de l'hélice de l'engrenage, exprimé en mm et tracé sur le cercle primitif de l'engrenage, le dépla- cement de celui-ci par rapport a l'empreinte pour OCr= 2 7X est égal à t millimètre, d'o les relations sui- vantes: K = P/2 T, et t = w x P/2 If On constate donc que si dans un ensemble d'engrenages à dentures helicoidales, les coefficients K des engrenages sont différents, on ne peut pas dé- mouler l'ensemble d'engrenages étagés par une seule translation et une seule rotation. Jusqu'a présent, les engrenages d'un tel en- semble d'engrenages étaient réalisés séparément puis assemblés coaxialement pour former ledit ensemble. On connait également un dispositif permet- tant de mouler deux engrenages coaxiaux a dentures hélicoidales de caractéristiques différentes. Ce dispositif comporte deux empreintes mobi- les en rotation l'une par rapport a l'autre, pour per- mettre le démoulage des deux engrenages. Un tel dispositif est relativement complexe et d'un coût de fabrication relativement élevé. D'au- tre part, le fait que les empreintes sont mobiles l'une par rapport a l'autre, nuit a la précision de l'ensemble-moulé. Le but de l'invention est donc de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus en proposant un ensem- ble d'engrenages moulés i dentures hélicoidales qui soit particulièrement bien adapté a une fabrication par moulage. A cet effet, l'invention i pour objet un en- semble d'engrenages moulés à dentures hélicoïdales, comprenant un groupe de pignons coaxiaux, dont les dentures ont le même sens d'hélice et le même pas, caractérisé en ce que, Mrn et Mrl désignant les modules reels des pignons de rang n et de rang i quelconques respectivement du groupe, Zn et Zi désignant les nombres de dents desdits pignons et) n et 5 i désignant les angles d'hélice de ceux-ci, il existe entre ces différents paramètres la relation suivante: sin n = sin A i x Mrn Zn /Mri Zi Selon un autre aspect, l'invention a égale- ment pour objet un dispositif pour la fabrication par moulage d'un ensemble tel que défini précédemment, caractérise en ce qu'il comporte une première partie de moule définissant une surface plane et comprenant des moyens d'injection de matière, une seconde partie de moule disposée en regard de la première, comprenant une empreinte délimitant avec ladite surface plane, une cavité de moulage, cette empreinte étant formée d'une seule pièce et taillée.pour reproduire ledit en- semble, et des moyens d'élection dudit ensemble, de ladite empreinte. L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement a titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexe qui représente un dispositif pour la fabrica- tion par moulage d'un ensemble selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur ce dessin, le dispositif pour la fabrication par moulage d'un en- semble selon l'invention comporte une première partie de moule 1 définissant une surface plane 2 et des moyens d'injection de matière 3. Ce dispositif compor- te également une seconde partie de moule 4 disposée en regard de la première, et comprenant une empreinte 5 délimitant avec ladite surface plane de la première partie de moule, une cavité de moulage 5a. Cette empreinte 5 est formée d'une seule pièce et est taillée de manière a reproduire un en- semble qui sera décrit plus en détail par la suite. Le dispositif selon l'invention comporte également des moyens d'élection 6 de l'ensemble d'engrenages, de ladite empreinte, ces moyens s'étendant a travers ladite empreinte et ladite seconde partie de moule. L'empreinte 5 est taillée pour reproduire un ensemble d'engrenages moulés a dentures hélicoïdales, comprienan-t --un--groupe-de pignons coaxiaux, par exemple quatre, dont les dentures ont les mêmes sens d'hélice et le même pas. Le demoulage d'une seule piéce d'un tel ensemble d'engrenages impose que les pignons de l'en- semble présentent certaines caractéristiques. Alnsi, si Mrn et Mri désignent les modules reels des pignons de rang n et de rang i quelconques respectivement du groupe, Zn et Zi désignent les nom- bres de dents desdits pignons et n et 8 i désignent les angles d'hélice de ceux-cl, il doit exister entre ces différents parametres, la relation suivante: sin A n = sin 8 i Mrn Zn/Mri Zi Une telle relation entre les paramètres des différents pignons permet d'obtenir un démoulage de l'ensemble en une seule opération de rotation combinée a une translation telles que décrites précédemment. Il est a noter que les différents moyens de déplacement de l'ensemble d'engrenages et des parties de moule, étant bien connus dans l'état de la techni- que. on ne les décrira pas plus en détail. La relation mentionnée précédemment permet de déterminer par exemple, les angles d'hélice des différents pignons constituant l'ensemble, à partir de l'angle d'hélice d'un pignon déterminé, pour que le démoulage de l'ensemble puisse s'effectuer en une seu- le opération. Ainsi par exemple, si l'on désire fabriquer un ensemble de trois pignons pour lesquels on a les caractéristiques suivantes: - Premier pignon: Z1 = 101 dents, Mrl = 0,6 et fi 1 = 35' qui est fixé par exemple pour une appli- cation donnée; - Deuxième pignon: Z2 = 70 dents, Mr2 = 0,8; - Troisième pignon: Z3 - 50 dents, Mr3 = 1; Il est nécessaire que les angles d'hélice des différents pignons répondent à la relation men- tionnée précédemment pour que le démoulage puisse être effectué en une seule opération. Le calcul de l'angle d'hélice du second pi- gnon se fait donc par la relation: sinJf 2 = sn j3 1 x Mr2 x Z2/ Mr1 x Z1; d'o sinf 2 = 0,530037631 etB 2 = 32'00'29" Le calcul de l'angle d'hélice du troisième pignon s'effectue de manière analogue: sinJ 3 = sin A 1 x Mr3 x Z3/Mrl x Z1 d'o sinj3 3 = 0,4732478848 etJ33 = 28'14'43" A titre de vérification, on peut par exem- ple calculer l'angle d'hélice du troisième pignon à partir du second et on a alors: sonj 3 = 0,530037631 x 1 x 50/0,8 x 70 d'o sn _J3 3 = 0,4732478848 etJ3 = 28'14'43". REVENDICATIONS 1. Ensemble d'engrenages moulés a dentures hélicoïdales comprenant un groupe de pignons coaxiaux. dont les dentures ont le même sens d'hélice et le même pas, caractérise en ce que, Mrn et Mri désignant les modules réels des pignons de rang n et de rang i quel- conques respectivement du groupe, Zn et Zi désignant les nombres de dents desdits pignons et p n et f i dé- signant les angles d'hélice de ceux-ci, il existe en- tre ces différents paramètres, la relation suivante: sin n = sin Pi Mrn Zn / Mri Zi. 2. Dispositif pour la fabrication par mou- lage d'un ensemble selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte une première partie de moule (1) définissant une surface plane (2) et comprenant des moyens d'injection (3) de matière, une seconde partie de moule (4) disposée en regard de la première. comprenant une empreinte (5) délimitant avec ladite surface plane une cavité de moulage (5a). cette em- preinte étant formée d'une seule pièce et taillée pour reproduire ledit ensemble, et des moyens d'eéection (6) dudit ensemble, de ladite empreinte.