Brevet FR2700595A1 — publié le 19940722

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de mise en oeuvre de roues ou ensembles dentés composites par préfabrication unitaire des profils bords d'attaque, des dents, leur assemblage à la chaine et leur remplissage d'un matériau durcissable. La confection traditionnelle des roues ou ensembles d'engrenages s'effectue par taillage des dents en pleine masse à la fraise ou par coulage en moules de contreforme usinés spécialement à cet effet. Ces procédés sont onereux en temps et en outillages. Le procédé selon l'invention permet de mettre en oeuvre des ensembles d'engrenages droits conformement aux normes régissant ce domaine selon une methode rapide et économique. Ce procédé est basé sur la mise en forme des profils bords d'attaque des dents à partir de rubans métalliques ou d'une autre matière malléable par emboutissage ou thermo-formage. Cette opération permet d'obtenir une préfabrication des bordures des dents à l'unité en eléments suffisamment rigides pouvant s'assembler à la chaine les uns aux autres.le dernier elément peut, le cas echeant boucler la série en s'assemblant au premier pour former une roue aux dentures convexes ou concaves. 1e réglage de la mise en forme parfaite de l'ensemble (courbe ou linéaire) sera assuré par calage sur gabarit d'appui lisse. L'ensemble ainsi calé dans sa forme finale pourra servir de bordure de moule à une injection d'un matériau durcissable tel que polymères, agglomerés ou autres matières durcissables formant tout ou partie de l'ame de la pièce. En fin d'opération, ces profils bords de moule sont parfaitement scellés au materiau d'injection.Il résulte un ensemble denté composite dont les bords d'attaque des dents sont de métal ou autre materiau à haute résistance et l'ame en materiau neutre. En variante les profils assemblés peuvent également être montés et fixés intérieurement sur un support lisse et rester en l'état, sans remplissage, la simple inertie des profils assurant le travail d'engrenage si les calculs l'autorisent. La réalisation des eléments-profils tient compte des impératifs suivants: - Les profils des faces d'attaque des dents présentent la courbure odontoïdale propre aux engrenages droits. - Le verrouillage des eléments-profils entres-eux s'effectue par enclenchement d'enroulements mâle et femelle à effet de charnières permettant l'articulation pour le réglage d'inclinaison voulu des axes des dents les uns par rapport aux autres. - Les distances (égales) de chaque axe vertical des charnières à l'axe de la dent seront déterminées de manière à assurer une égale valeur aux intervalles et épaisseurs des dents en positions finales. - Les eléments-profil presentent une face exterieure d'attaque parfaitement lisse et une face interieure traitée de manière à assurer une bonne adherence du materiau d'injection sur cette face (moletage, réacton chimique...) Les dessins annexes illustrent l'invention: - La Figure 1 représente en perspective le détail d'un couple d'eléments-profil de dents assemblés en position linéaire. - La Figure 2 représente en section le détail d'assemblage mâle et femelle de deux eléments-profil de dents en position réglable inclinée. - La Figure 3 représente schématiquement en plan un ensemble circonference d'eléments-profil assemblés et calés.Cet ensemble est divisé en quatre secteurs S1, S2, S3 et S4, représentant chacun une variante possible de mise en oeuvre d'engrenage à courbures.les zones de remplissage d'un materiau durcissable sont indiquées hachurées. - La Figure 4 représente schématiquement deux variantes possibles S5 et S6 de mise en oeuvre d'engrenages linéaires. En référence à ces dessins et pour permettre les applications représentées aux Figures 3 et 4,l'elément-profil représenté aux Figures 1 et 2 se caractérise par: - Une largeur 1 déterminée par les calculs de résistance dont depend la largeur du ruban à façonner. - Deux faces d'attaque A et B symétriques par rapport à l'axe de la dent et présentant les courbures odontoïdales propres aux dents d'engrenages droits. - Un sommet C, surface plane joignant les deux faces d'attaque en partie haute. - Une épaisseur e de la dent, mesure de l'arc du cercle primitif compris entre les faces exterieures des deux faces d'attaque A et B. - Une hauteur de dent h determinée par la différence des rayons des cercles de tête et cercles de pieds. - Une hauteur totale H de ltelément-type. - Une cote X, mesure de la distance de l'axe vertical de chaque enroulement à l'axe de la dent. - En variante non représentée, une patte renforçant interieurement les bases des faces d'attaque A et B. - Deux parties droites inclinées D et E partant des pieds des faces d'attaque A et B, de longueur ou d'inclinaison determinées par series de manière à ce que la cote X (FIG.1 et FIG.2) implique en position finale des épaisseurs e de dents et des intervalles i d'entre-dents égaux. - Deux enroulements cylindriques F et G prévus respectivement mâle et femelle en extrémités des parties planes D et E. Ces enroulements assurent les assemblages en façon de charnières des eléments-profil entre eux, soit par enclenchements, soit par enfilage latéral.Ils permettent une rotation et un réglage axial (FIG.2 angle Oc ) des eléments-profil lors de leur calage définitif. l'e procédé de fabrication des engrenages s'effectue conformement aux Figures 3 et 4, suivant les variantes S1, S2, S3, S4, S5, S6 décrite ci après: - S1 - Engrenages courbes exterieurs avec remplissage Les eléments-profil P1 sont assemblés au nombre voulu et calés par simple contact contre un calibre R1 lisse établi au rayon rl du cercle de tête de I'engrenage.le plan d'appui est pafaitement dressé de manière à servir de fond de moule. Un couvercle (non représenté) maintenu mécaniquement peut fermer le volume en dernière face de moule, compte tenu des sujetions de réservations pour moyeu, rayons,...Mise en oeuvre d'un materiau injecté durcissable (partie hachurée) tel que polymères, résines,agglomérés..,chacun imposant les techniques d'injection ou de coulage qui lui sont propre. - Après durcissage, le couvecle étant levé, la pièce utile est dégagée du calibre R1 avec ses profils de dents scellés aux materiau injecté et est prête à assurer son usage. - S2 - Engrenages courbes interieurs avec remplissage Les eléments-profil P2 sont assemblés au nombre voulu et calés par simple contact contre un premier calibre R2 circulaire lisse établi au rayon r2 du cercle de tête. Un second calibre T2 assurera le bord de moule exterieur de I'ensemble.le plan d'appui de travail étant parfaitement dressé, celui-ci servira de fond de moule.Un couvercle (non représenté) peut fermer le volume en dernière face de moule. Mise en oeuvre d'un materiau injecté durcissable (partie hachurée) suivant les mêmes caractéristiques que pour S1 et procédé identique de récupération de la pièce aux contours de dents scellés.le calibre T2 peut être dégagé ou faire partie intégrante de la pièce. - S3 - Engrenages courbes exterieurs sans remplissage. Les eléments-profil P3 sont assemblés au nombre voulu et cerclés à l'exterieur d'un calibre utile R3 circulaire, les assemblages charnières assurant le contact.Ce calibre, partie integrante de la pièce à denter, est établi suivant un rayon r3 égal au rayon du cercle de tête diminué de la hauteur H de I'elément-profil.les deux ensembles formant la pièce dentée sont rendus solidaires par soudures ou autre procedé de liaison. - S4 - Engrenages courbes interieurs sans remplissage. Les eléments-profil P4 sont assemblés au nombre voulu et intégrés à l'interieur d'un calibre R4 circulaire, partie integrante de la pièce à denter.les assemblages charnières assurent le contact.Ce calibre est établi suivant un rayon r4 égal au rayon du cercle de tête augmenté de la hauteur totale H de I'elément-profil.les deux ensembles formant la pièce dentée sont rendus solidaires par soudures ou autre procédé de liaison. - S5 - Engrenages linéaires avec remplissage. Les eléments-profil P5 sont assemblés au nombre voulu et calés par simple contact contre un calibre droit R5. Remplissage et mise en oeuvre dito S2. - S6 - Engrenages linéaires sans remplissage. Les eléments-profil P6 sont assemblés au nombre voulu et calé coté charnières contre une surface plane R6 d'une pièce à denter.l'ensemble est rendu solidaire par soudures ou autre procédé de liaison. - Selon une variante non représentée, une patte pourra renforcer interieurement les deux faces d'attaque A et B en partie basse de la dent de manière à éviter toute déformation lors du montage des eléments, à augmenter la résistance des dents pour les variantes S3, S4 et S6, et à améliorer les scellements dans les variantes S1, S2 et S5. - Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné à la mise en oeuvre rapide des ensembles de transmission mécanique à dentures droites.les eléments-profil sont façonnés à la demande ou stockés par series de manière à pouvoir satisfaire la réalisation de toute conception d'engrenages suivant les normes régissant ce domaine. REVENDICATIONS i) Procédé de fabrication d'engrenages à dentures droites caractèrisé par la préfabrication des bords d'attaque des dents (FIG. 1) et leur système d'assemblage (FIG.2) en eléments-profil unitaires par façonnage d'un ruban de métal ou d'une autre matière malléable pour réaliser des ensembles dentés composites par calage et liaison avec un support. (Secteurs Si, S2, S3, S4, S5, S6) 2) Procédé de fabrication d'ensembles d'engrenages composites selon la revendication i) caractérisé par l'assemblage entre eux par enclenchement des élémentsprofil, leur agencement sur une surface plane à destination de fond de moule, leur calage par contact des sommets des dents sur gabarit courbe ou droit, leur injection (après mise en oeuvre éventuelle d'un couvercle) d'un matériau durcissable tel que polymères, résines, agglomérés ou autres, de manière à obtenir des ensembles dentés composites prêts à l'emploi en fin d'opération. (Secteurs Si, S2 et S5.) 3) Procédé de fabrication d'ensembles d'engrenages selon la revendication i) caractérisé par l'assemblage entre eux par enclenchement des eléments- profil, leur calage interieur (coté enroulements) sur une surface lisse d'une pièce destinée à être dentée et leur liaison avec cette pièce par soudures ou autre procédé (Secteurs S3, S4 et S6.) 4) Elément-profil préfabriqué de bords d'attaque de dent d'engrenage droit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications i) à 3) caractérisé en ce qu'il comporte, d'une seule pièce, le profil de la dent conforme aux normes mécaniques (parties A, B et C), son système d'assemblage entre mêmes éléments (parties D, E, F, et G) et, facultativement, une patte renforçant interieurement en parties basses les faces d'attaque A et B de la dent (FIG. i). 5) Elément-profil préfabriqué de bords d'attaque de dent d'engrenage selon la revendication 4) caractérisé en ce qu'il comporte un enroulement mâle F à l'extrémité de la partie droite D et un enroulement femelle G à l'extrémité de la partie droite E (FIG.t) 6) Elément-profil préfabriqué de bords d'attaque de dent d'engrenage selon la revendication 5) caractérisé en ce que les deux enroulements F et G sont developpés suivant un angle p d'environ 200 assurant un enclenchement à effet de charnières permettant un reglage axial des éléments-profil suivant un angle oc variable (FIG. 2). 7) Elément-profil préfabriqué de bords d'attaque de dent d'engrenage selon l'une quelconque des revendications 4) à 6) caractérisé en ce que la face interieure du ruban présente une finition rugueuse obtenue par moletage, réaction chimique ou autre procédé permettant l'accrochage d'un materiau durcissable tel que polymères, résines, agglomérés ou autres.