Brevet FR2608078A1 — publié le 19880617

i La présente invention concerne un procédé pour fabriquer une denture hélicoïdale intérieure et plus particu- lièrement un procédé pour fabriquer une denture hélicoïdale intérieure au moyen d'une opération de formage utilisant un galet, qui peut être de façon appropriée un formage à froid. Il est connu de fabriquer une denture hélicoï- dale intérieure par découpage ou par formage utilisant un ga- let, en mettant en oeuvre des matrices de formage à froid. Par exemple le brevet US N 4 452 060 décrit une technique antérieure permettant de former une cannelure héli- coidale à développante sur la surface intérieure d'une ébauche creuse, dans laquelle un poinçon, dont la surface extérieure porte une cannelure hélicoïdale à développante est inséré à force et déplacé à l'intérieur d'un trou de l'ébauche creuse, qui est supportée, à l'une de ses extrémités, par la matrice. D'autre part le brevet US N 4 450 060 décrit eégaiement une technique servant à former une denture hélicoi- dale intérieure dans une ébauche, dans laquelle un poinçon mu- ni d'une dent hélicoïdale est entraînée en rotation et est dé- placée à force dans l'ébauche conformément à une extrusion di- recte. Cependant ces procédés connus sont encore peu satisfaisants étant donné qu'ils ne permettent pas d'éliminer complètement la nécessité d'une opération de coupe. En effet ces procédés requièrent une opération de coupe visant à former une entrée étagée afin de faciliter l'introduction du poinçon dans un perçage de l'ébauche creuse. Par conséquent le nombre des étapes opératoires devant être utilisées augmente et le rendement d'utilisation du matériau s'en trouve affecté, ce qui a pour effet que le coût de production augmente fortement, en particulier dans le cas d'une fabrication en grandes séries. Un autre problème tient au fait que, étant donné qu'une telle opération de formage de dentures est exécutée au moyen d'une extrusion directe exécutée avec un poinçon, dont une partie d'extrémité avant n'est pas supportée et est libre, il est difficile d'obtenir des produits possédant un degré éle- vé de précision coaxiale. C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de fabriquer une denture hélicoïdale intérieure possédant un degré élevé de précision coaxiale, et ce au moyen d'un nombre réduit d'étapes d'usinage. A cet effet, conformément à la présente inven- tion, il est prévu un procédé pour fabriquer une denture héli- coîdale intérieure sur une surface périphérique intérieure d'une ébauche creuse, caractérisé en ce qu'il inclut les étapes opé- rato:res consistant à: placer ladite ébauche creuse sur une matrice située sur un mandrin et dont le pourtour extérieur comporte un profil de denture hélicoïdale, serrer et retenir ladite ébauche dans les directions axiales opposées, et appil- quer sous cression un galet sur le pourtour extérieur de ladi- te ébauche, dans une direction perpendiculaire à l'axe dudit mancrin, tout en faisant tourner ladite ébauche de concert a.vec ledit mandrin, ce qui provoque une déformation plastique de l'ébauzhe le long dudit profil de denture hélicoïdale. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe longi- tudinale d'un appareil mettant en oeuvre un mode d'exécution du procédé selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective et en coupe de l'ébauche de la partie extérieure d'un embra- yage, devant être fabriquée conformément au procédé selon l'in- vention; - la figure 3 représente une vue en perspective et en coupe de la partie extérieure de l'embrayage fabriqué conformément au procédé selon la présente invention; et - la figure 4 représente une vue en coupe longi- tudinale d'un appareil servant à mettre en oeuvre un autre mo- de d'exécution de la présente invention. Z608078 La figure 1 représente undispositif de formage par fluage, servant à former une denture hélicoïdale intérieu- re dans la partie extérieure d'un embrayage à roue libre d'un démarreur d'automobile. L'ébauche 1 de la partie extérieure de l'embrayage, représentée sur la figure 2, est un élément tubulaire réalisé en acier non décalaminé, qui est formé par extrusion à froid et se compose d'une partie cylindrique de gros diamètre 1A et d'une partie cylindrique de petit diamètre 1B raccordée à la partie 1A au moyen d'une partie intermédiai- re annulaire. Plusieurs parties saillantes 1C sont formées a la surface périphérique intérieure de la partie cylindrique de gros diamètre!A de manière à définir des espaces iD pour un aalet. En se référant maintenant à nouveau à la fiaure 1, on va décrire ci-après une opération de formage d'une canne- ure ou denture hélicoïdale!E (figure 3) sur la surface péri- pherque intérieure de la partie cylindrique de petit diamètre 3B. On insère dans la partie cylindrique de petit diamètre B13 de l'ébauche creuse 1, un mandrin 2, dont une par- Lte 2B du pourtour extérieur porte une cannelure hélicoïdale (ou un profil de denture) 2A. Le mandrin 2 est raccordé d'un seul tenant à une broche 3 qui est adaptée de manière à être entraînée en rotation par une machine motrice appropriée (non représentée). L'ébauche creuse 1 située sur le mandrin 2 est supportée, au niveau d'une extrémité de sa partie intermédiai- re, par une partie en forme de nez 3A de la broche 3, tandis qu'une extrémité de l'ébauche creuse 1 est en butée contre une surface d'extrémité 4A de l'arbre mené 4, qui possède un per- çage logeant la partie 2B du mandrin 2. Un arbre de support 5 est disposé parallèlement au mandrin 2 et peut être rapproché et écarté de ce dernier. L'arbre de support 5 supporteun galet 7 au moyen d'un roule- ment à aiguilles 6. L'arbre de support 5 est maintenu par des bras 51, et un dispositif d'arrêt 52 est fixé par vissage à une extrémité de l'arbre de support 5 de manière à empêcher le galet 7 de se dégager de l'arbre de support 5. La référence A désiane un passage pour l'huile de lubrification, par le- quel cette dernière est introduite dans le roulement 6 de ma- nière à le lubrifier. En fonctionnement, la broche 3 est entraînée en rotation Dar la machine motrice de sorte que l'ébauche creuse 1 est éaalement entraînée en rotation. Simultanément le galet 7 est repoussé, radialement vers l'intérieur, contre la partie cylindrique de petit diamètre lB de l'ébauche creuse 1, c'est- à-dire dans une direction perDendiculaire a 1 ' axe du mandrin 2. Par conséquent la partie de petit diamètre 1B de l'ébauche i, serrée entre la broche 3 et l'arbre mené 4, subit une dé- formation plastique le long de la gorge de la cannelure héli- coïdale 'A, pendant la rotation de cette dernière, qui ne!i- L5 mite pas une te!le déformation plastiqueEl'ébauche i, ce qui nermet d'ob:enir la cannelure hélicoïdale 1A telle que reDré- sentée sur la ficure 3 dans la surface périphérique intérieure de la cartie cylindrique de petit diamètre lB de l'ébauche 1. Le Dourtour extérieur de la partie cylindrique de petit diamè- 2 tre 1B est écgalement déformé plastiquement, de sorte que les parties en forme de brides 1G sont formées Dar le galet 7 de manière à réaliser entre elles une gorge annulaire 1F. On re- tire ensuite le mandrin 2 de la partie extérieure de l'embra- yage ainsi formée, en faisant tourner cette partie par rapoort au mandrin 2. La gorge annulaire 1F du manchon est adaptée de maniè- re qu'il s'y engage un levier de changement de vitesse qui amè- ne la partie extérieure de l'embrayage à engrener avec un pi- gnon du moteur lorsque la partie extérieure de l'embrayage est incorporée dans un moteur de démarreur. Conformément au procédé décrit, la surface pé- riphérique intérieure de la partie cylindrique de petit dia- mètre lB s'adapte sur la partie 2B, portant la cannelure héli- coîdale, du mandrin 2 de sorte que l'ébauche 1 est maintenue coaxialement par rapport au mandrin 2 pendant la formation de la cannelure hélicoïdale 1E par formage à froid à l'aide du galet. Par conséquent on peut aisément obtenir un degré élevé de précision coaxiale permettant de satisfaireàl'exigence de conception. En outre, la cannelure hélicoïdale peut être for- mée avec un degré élevé de précision grâce à l'utilisation d'un formage à froid utilisant un galet, ce qui Dermet d'éliminer la nécessite d'un traitement ultérieur de finition- En outre un galet de compression est également utilisé comme moyen pour former la gorge du manchon dans la partie cylindrique de pe- tit diamètre de la partie extérieure de l'embrayage, ce qui rend inutile l'exécution d'un fraisage ou d'un autre usinage sour former la gorge du manchon. Par conséquent on obtient une ame!loration à la fois de la production et du rendement de fa- bricat.on. La figure 4 représente undisnosif pour réaliser 1 e:formaae d'une denture hélicoïdale et qui met en oeuvre un autre mode d'exécution de la présente invention.Le disposi:.f oerme: de former une denture hélicoïdale 10A sur une surface interIeure d'une partie cylindrique de gros diamètre 10B d'une ébauche 10 en forme de coupelle. Ce procédé utilise une matrice 12A comportant, sur son pourtour extérieur, des Drofils de dentures hélicoi- dales et solidaire du mandrin 12. Une partie 12B de de ce mandrin est logée dans et est supportée par un trou ménagé dans un arbre mené 11, tandis que la partie 12C du mandrin 12 est fixée à un arbre d'entraînement 13. La surface intérieure de la partie cylindrique de petit diamètre 10C de l'ébauche 10 glisses le long de la surface de la partie 12B, après que l'arbre mené 11 ait été retiré préalablement de l'appareil, afin de mettre en pla- ce l'ébauche 10 sur la matrice 12A. Ensuite, on serre les deux extrémités axiales de la partie cylindrique de gros diamè- tre 10B entre l'arbre d'entraînement 13 et l'arbre mené 11, ce qui achève le positionnement initial de l'ébauche. En fonctionnement, l'arbre d'entraînement 13 est entraîné en rotation et un galet 14 est repoussé sur une sur- face périphérique extérieure de la partie cylindrique de gros diamètre iOB, dans une direction perpendiculaire à l'axe du mandrin 12, de sorte que la partie cylindrique de gros diamé- tre 10B se déforme plastiquement conformément à la configura- tion de la denture hélicoidale présente sur la matrice 12A mu- nie des profils de denture, ce qui permet d'obtenir l'article possédant une denture hélicoiïdale intérieure. Cet article est utilisé par exemple en tant qu'engrenage réducteur incorporé dans une transmission automatique d'automobile. Conformément à ce procédé, il est possible de fabrIquer un article possédant une denture hélicoïdale inté- rieure orésentant un degré élevé de précision coaxiale, sans cu'il soi nécessaire de découper le matériau de l'ébauche. Selon le procédé classique qui met en oeuvre un fraisage ou i5 un dcouage, :1 est nécessaire de prévoir une marge pour le cassage de la dent de coupe de l'outil. Au contraire, une telle marge est -nutile dans le procédé conforme à l'invention étant donné qu'il n'est pas nécessaire d'exécuter un fraisage ou un découpage. Par conséquent, conformément au procédé décrit con- 2, forme à l'invention, on peut obtenir aisément un article pos- sédant une faible longueur axiale. Il est possible de fabriquer un article possé- dant un profil de denture hélicoïdale intérieure sur toute la longueur axiale de la surface périphérique intérieure dudit article en utilisant une matrice étendue et un galet étendu qui possède une longueur axiale suffisante pour ouvrir toute la longueur axiale de la surface périphérique intérieure de l'article. On notera également que la denture intérieure formée à l'aide du procédé conforme à l'invention est durcie à froid en raison de l'utilisation du formage au moyen d'un galet, de sorte qu'il est inutile d'exécuter un durcissement par trempe après la formation de la denture hélicoïdale. Habituellement les ébauches en forme de coupelles sont munies de fonds de sorte qu'on peut difficilement les usi- ner par exemple par brochage. Cependant conformément à l'inven- tion, de telles ébauches peuvent être aisément usinées même par des opérateurs qui ne sont pas bien entraînés. Comme on le comprendra de la description qui pré- cède, conformément à la présente invention, on déforme plasti- quement une ébauche cylindrique creuse de manière à former un profil de denture hélicoïdale intérieure sur une surface péri- ohérique intérieure de cette ébauche en utilisant un fermage utilisant un galet, qui est mis en oeuvre en appliquant sous pression un galet contre l'ébauche, sur fa face, extérieure du point de vue radial, de cette dernière. C'est pourquoi il est possible d'obtenir une denture hélicoïdale intérieure pos- sédant un degré élevé de précision coaxiale, sans réduire le nombre des étapes opératoires du procédé. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une denture hélicoida- le intérieure sur une surface périphérique intérieure d'une ébauche creuse, caractérisé en ce qu'il inclut les étapes opé- ratoires consistant à: - placer ladite ébauche creuse (1,10) sur une matrice (2B,12A) située sur un mandrin (2,12) et dont le pour- tour extérieur comporte un profil de denture hélicoidale. (2A), - serrer et retenir ladite ébauche dans les di- rections axiales opposées, et - appliquer sous -pression un galet (7,14) sur le pourtour extérieur de ladite ébauche, dans une direction oerpendiculatre à l'axe dudit mandrin (2,12), tout en faisant tourner ladite ébauche (1,10) de concert avec ledit mandrin, ce qui ro,-.-iue une déformation plastique de l'ébauche le long dudit crofm de denture hélicoïdale. 2. Procédé selon la revendication i, caractérise en ce qu'i! inclut l'étape consistant à former simultanément, lors de la formation dudit profil de denture hélicoïdale sur la surface périphérique intérieure de ladite ébauche, une bri- de (1G) sur au moins une partie de l'extrémité axiale de l'ébau- che. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matrice (2B) est constituée par une partie dudit mandrin (2) et que ledit profil de denture hélicoidale (2A) est formé sur le pourtour extérieur dudit mandrin. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matrice est constituée par une partie de dia- mètre supérieur (12A) prévue sur ledit mandrin (12) et que le- dit profil de denture hélicoïdale est formé sur un pourtour extérieur de ladite partie de diamètre supérieur dudit mandrin. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mandrin (12) est supporté, au niveau d'une pre- mière partie (12B), par un arbre mené (11), et est fixé, au niveau d'une seconde partie (12C), sur un arbre d'entraînement (, cette set:nce partie étant située de telle sorte que ia- dite matrice (i2A) est située entre lesdites première et se- conde parties (i2B,i2CY dudit mandrin (12).