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Dispositif à développante utilisant un cercle et une droite de roulement, notamment pour machines d'usinage.
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Cette invention a pour objet un dispositif à développante, utilisant un cercle et une droite de roulement, pour lequel on peut envisager diverses applications, en l'adaptant à chaque cas particulier, mais qui est notamment destiné à être utilisé dans des machines d'usinage, par exemple pour y donner des mou- vements de développants à un outil ou à une pièce d'ouvrage, ou bien en se basant sur une courbe de
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développante, pour produire un mouvement déterminé d'un autre organe de machine.
Ce dispositif à développant est également approprié à être utilisé dans les machines d'usinage et dans les instruments de vérification pour la fabrication des pignons à denture en développante, ou pour les instruments servant au dressage de surfaces de travail courbes suivant des développantes d'outils de meulage ou analogues, et également pour la trans- formation d'un mouvement rectiligne en un mouvement de rotation ou vice versa.
L'essentiel de l'invention consiste en ce qu'en employant un guide approprié de marche impéra- tive, on utilise une partie d'une sur-développante ou/ et une partie d'une sous-développante, autant que des parties de développantes de ce genre tombent à peu près dans des parties arquées ou dans uhe droite, pour guider un outil, une pièce d'ouvrage ou une autre piècé de machine et pour l'influencer d'une manière déter- minée par un guidage correspondant.
La réalisation de la caractéristique inventive essentielle sus-mentionnée est possible de diverses manières. On peut, en effet, soit faire rouler ou glisser la droite imaginée sur le cercle fixe ou faire rouler le cercle sur des droites fixes, soit encore faire rouler la droite sur le cercle tournant en direction propre.
Selon l'invention, le dispositif est réalisé de façon que des points accounlés à la droite de roule- ment décrivent des sur-développantes ou des sous- développantes, qui coïncident à peu près exactement
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dans des régions déterminées avec des parties arquées ou des droites et soient utilisées pour diriger le mouvement. Il est alors avantageux, pour obtenir un guidage de mouvement impératif, d'utiliser au moins deux dispositifs de guidage, en prévoyant des éléments pour le guidage contre une sur-développante ou sous- développante et soit contre une autre sur-développante ou sous-développante, soit contre une enveloppe ronde, contre laquelle se déplace une voie droite qui est placée parallèlement aux droites de développante imaginées.
Dans quelques cas, il est recommandable de produire le guidage à l'aide d'organes de forme arquée ou de bielles décrivant des arcs de cercle. Entre autres, on peut aussi déplacer entre deux guides un organe de liaison qui porte la droite de roulement imaginée et dont chaque point décrit une développante appartenant au cercle de roule- ment correspondant,
Le dispositif selon l'invention est encore susceptible d'autres réalisations qui seront traitées avec plusde détail ci-après.
Par la réalisation constructive de l'invention, on obtient un progrès étant donné qu'il y a des éléments très simples et très rigides en soi pour la production impérative et précise des mouvements recherchés, par quoi un effet d'ensemble plus favorable est assuré vis- à-vis des dispositifs à développante connus jusqu'à présent et la production de défauts est évitée. Un autre avantage est la possibilité de transmission de grandes forces sans qu'il y ait lieu de craindre alors des effets nuisibles.
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Les dessins annexés facilitent la compréhension de l'invention.
Les figures 1 à 4 sont des croquis synoptiques illustrant des exemples d'application des principes de l'invention.
La figure 1 montre, au cours de la production d'une développante 3 par roulement d'une droite 1 sur le cercle 2, une sur-développante 4, qui coïncide sur une certaine distance, c'est-à-dire entre les points A et B1, avec une exactitude relative, avec un arc de cercle ayant le rayon R1. Sur le côté de la droite 1 est accouplé, à une distance appropriée, un point (A1) par lequel cette droite 1 est guidée le long de l'arc de cercle 5. La position initiale de la droite de développante avec le point de pied de développante C1 est représentée en traits pleins et la position atteinte après pivotement de l'an- gle a est représentée en pointillé.
La figura 2 montre les mêmes détails que la figure 1, mais avec cette différence que la distance ou section de la sur-développante 24 coïncidant avec un arc de cercle est située à.un autre endroit de la développante de cercle 23. Cette section ou distance est désignée ici par A2-B2. Dans ces positions extrêmes de mouvement, la droite développante 21 ne touche plus le point de pied de développante C2.Etant donné que, pour de nombreux cas de la production de développante, la sortie du point de pied de développante du cercle de roulement est désirable, il est avantageux de produire la développante 28' à partir du point de pied D2. A2 est le point d'accouple- ment se trouvant sur les droites.
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La figure 3 montre la position et le cours de la sous-développante 34, qui coïncide avec un arc de cercle de rayon R3 sur la,distance $ 3 - B3. Le cercle 32 reçoit la droite de roulement 31, qui pivote de l'angle a par guidage de son point de raccordement A3 $sur la partie d'arc A3- B3.
La figure 4 montre la sur-développante 44, qui coïncide à peu près avec une droite G sur une certaine distance A4- B4. Le cercle de roulement est désigné par 42, et la droite roulant sur lui est désignée par 41; 43 est la courbe développante produite ici.
Dans son adaptation aux diverses applications, le dispositif de travail à développante selon l'invention est notamment constitué conformément aux autres figures.
Les figures 5 et 6 représentent en élévation de face l'application de ce dispositif à un appareil de dressage pour meules à profiler les dents d'engrenages avec un cercle de roulement idéal restant fixe, l'outil dresseur étant placé dans les droites de roulement également idéales. Dans ces deux modes de réalisation, il y a un corps formant broche, destiné à être serré entre les deux pointes de poupée et contre-poupée d'une machine à meuler à la place du pignon à meuler ou recti- fier. Cette broche porte tous les organes du dispositif.
Dans la figure 5, le diamant dresseur 50, c'est-à-dire sa pointe, placé dans la droite de roule- ment 51, se déplace dans une développante 53 et cela d'une manière complètement impérative, à l'aide du dispo- sitif de guidage à mouvement impératif 54 - 55 - 56, qui est articulé au corps de broche fixe 57, les bras de
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manivelle 54, 56 attaquant respectivement les axes 54', 56'. Entre ces bras de manivelle 54 et 56 se trouve l'organe 55 qui forme le porte-outil. Lors du pivotement du carré articulé, les deux axes d'articulation exté- rieurs des bras de manivelle 54 et 56 décrivent des arcs de cercle avec lesquels la sur-développante et la sous- développante coïncident à peu près.
Il @e produit ainsi, conformément aux figures 2 et 3, la trajectoire en déve- loppante 53 pour la pointe de l'outil sur la surface de travail courbée en forme de développante de la meule 58.
L'axe de l'outil coïncide avec la droite de roulement idéale 51.
Suivant la figure 6, le porte-diamant 60 est guidé, d'une part, par un dispositif selon la figure 2 et, d'autre part, à l'aide de la glissière 65', qui est prévue sur le porte-diamant et qui se déplace sur une partie ronde 69. Cette partie ronde 69 correspond à un cercle de roulement réduit. La glissière 65' est placée parallèlement à la droite de roulement idéale 61 et la partie ronde est placée co-axialement au cercle de rou- lement idéal 62 et au corps formant broche 67. La meule à dresser est désignée par 68. Le diamant 60 doit décrire la développante 63 sur la surface de .travail de cette meule.
La figure 7 donne un exemple pour une commande de transformation de mouvement, un mouvement rectiligne étant transformé en un mouvement de rotation ou vice versa.
La transformation est envisagée et obtenue de façon que la transmission du mouvement soit impérative et uniforme, c'est-à-dire que le mouvement rectiligne continu produise
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un angle de rotation correspondant toujours à son trajet pour le mouvement de rotation. Ces conditions sont remplies par l'utilisation de la développante d'une droite de roulement idéale 71 se déplaçant sur un cercle de roule- ment idéal 72. La pièce 77 peut tourner co-axialement au cercle de roulement idéal 72 autour d'un axe fixe M7. La pièce 77 est articulée à une bielle 74, qui est guidée par son autre extrémité A , au moyen d'un patin, sur une glissière -- droite 78; cette glissière est parallèle à la droite de roulement 71.
Le mouvement du point A7 vers B7 effectue un pur roulement de la droite de roulement idéale 71 sur le cercle de roulement idéal 72, par lequel le cercle de roulement 72 est tourné de l'angle a7 par la bielle 74. C'est ainsi qu'est imprimé à la droite de roulement idéal 71 un mouvement qui est co-axial à elle- même. La développante 73, dont l'existence est détermi- nante pour le guidage impératif du mouvement, est repré- sentée en trait mixte dans la figure 7.
Le dispositif précédemment décrit, conforme à la figure 7, convient par exemple pour une application où il s'agit d'imprimer à un organe de machine un mouve- ment circulaire proportionnel à un mouvement rectiligne ou vice versa, par exemple dans des machines servant à meuler et rectifier des pignons comportant des dents dirigées obliquement en vue de produire le mouvement hélicoïdal de la pièce d'ouvrage ou d'un instrument à mettre à la place de cette pièce pour dresser la surface de travail de la meule. On peut aussi appliquer le dispositif selon la figure 7 à un appareil de vérifica- tion des pas de vis.
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La figure 8 représente un autre exemple du système de guidage impératif conforme à l'invention, dans lequel le cercle de roulement ne reste pas fixe, mais se déplace sur une droite idéale 81 restant fixe, son axe cheminant de M à M1 et guidé en conséquence sur une glissière droite 89, qui est parallèle à la droite 81.
Une bielle 84, qui est articulée fixement à son extrémité
8 A se raccorde à un organe placé co-axialement au cercle de roulement. Le cercle de roulement 82 est par exemple ici le cercle primitif d'un pign on à dents courbées suivant des développantes; on suppose que les dents doivent être méulées et rectifiées à l'aide d'une meule 88. Lorsque le cercle de roulement 82 chemine de la position représentée en traits pleins à la position indi- quée en pointillé, un point P décrit une développante sur le cercle de roulement. Pour plus de clarté, les dévelop- pantes ont été dessinées pour les deux positions de travail au delà de la tête de la dent.
En dehors de son application aux machines à meuler les pignons, le dispositif selon la figure 8 est également applicable à des instruments de vérification des profils de dents en développante.
Les figures 9 et 10 représentent d'autres constitutions du dispositif de développante conforme à l'invention. Il s'agit ici d'exemples d'application au guidage vertical d'un outil de dressage (diamant) dans des instruments servant au dressage de la surface de travail, courbée selon des développantes, d'outils de meulage, notamment de meules.
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La figure 9 représente un mode de réalisation dans lequel l'outil de dressage 90 ou son porte-outil est accouplé par une bielle 94 à une sous-développante 95 au gabari 97, appartenant à la trajectoire en déve- loppante de l'outil de dressage et tombant dans un cercle.
La développante du gabari 97 commence dans le cercle de roulement 92. La bielle 94 est montée au point 96 sur le' porte-gabari demeurant fixe. Le pivotement de la bielle et de l'outil de dressage est visible dans cette figure.
Au cours du pivotement, le point A9 chemine entre C9 et B9 sur la sous-développante 95. La position des pièces représentée.en traits pleins est une position intermé- diaire, à laquelle correspond la position représentée de la droite de roulement 91.
La figure 10 représente un guidage vertical d'un outil de dressage (diamant) en utilisant une sur- développante. Dans cette figure, les conditions sent tout à fait analogues à celles de la figure 9. Il y a ici également un corps fixe avec le gabari 107. L'outil de dressage 100 ou son porte-outil est articulé au point A 10 par une bielle 104 articulée au porte-gabari au point 106. Le point A10 de la bielle 104 se déplace sur la sur-développante 105 correspondant à un arc de cercle.
La droite de roulement idéale appartenant à la dévelop- pante 107 est indiquée par la ligne 101. 102 est le cercle de roulement idéal.
La figure 10 correspond essentiellement à la figure 1. Mais on peut aussi imaginer, pour ce cas, l'application des conditions suivant la figure 2 ou la figure 4.
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¯¯¯ ¯¯ Dans les figures 9 et 10, le guidage du mouvement de l'outil en question le long d'une dévelop- pante peut aussi être assuré par d'autres moyens que par un gabari, par exemple en reliant l'outil ou élément analogue à l'extrémité d'un ruban d'acier.
REVENDICATIONS
1.- Dispositif à développante (utilisant un cercle et une, droite., de roulement) notamment pour machi- nes d'usinage, par exemple pour les machines servant à faconner des pignons à denture en développante ou pour les instruments servant au dressage de surfaces de travail courbées suivant des développantes sur des outils de meulage ou analogues, caractérisé en ce qu'en employant des guides impératifs, on utilise une ou plusieurs parties de sur-développantes ou de sous-développantes, autant que ces parties de développantes tombent dans des arcs de cercle ou dans une droite, pour mouvoir un outil, une pièce d'ouvrage ou un autre élément de machine d'une manière déterminée.
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Involute device using a circle and a rolling line, in particular for machining machines.
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This invention relates to an involute device, using a circle and a rolling line, for which various applications can be considered, adapting it to each particular case, but which is in particular intended for use in machining machines. , for example to give involute movements to a tool or to a workpiece, or else based on a curve of
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involute, to produce a determined movement of another machine component.
This involute device is also suitable for use in machining machines and in testing instruments for the manufacture of involute gears, or for instruments for dressing curved working surfaces following tool involutes. grinding or the like, and also for converting a rectilinear motion into a rotational motion or vice versa.
The gist of the invention is that by employing a suitable imperative walking guide, part of an over-involute or / and part of an under-involute are used, as well as parts of an involute. Involutes of this kind fall roughly in arcuate or straight portions, to guide a tool, workpiece or other machine part and to influence it in a manner determined by corresponding guidance.
The realization of the above-mentioned essential inventive feature is possible in various ways. We can, in fact, either roll or slide the line imagined on the fixed circle or make the circle roll on fixed lines, or even make the line roll on the circle rotating in its own direction.
According to the invention, the device is made in such a way that points along the rolling line describe over involutes or under involutes, which coincide more or less exactly.
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in specific regions with arcuate parts or straight lines and are used to direct the movement. It is then advantageous, in order to obtain imperative movement guidance, to use at least two guide devices, by providing elements for guiding against one over-involute or under-involute and either against another over-involute or under-involute. involute, or against a round envelope, against which a straight track moves which is placed parallel to the imagined involute lines.
In some cases, it is advisable to produce the guidance using members of arcuate shape or connecting rods describing arcs of a circle. Among other things, it is also possible to move between two guides a connecting member which carries the imagined rolling line and of which each point describes an involute belonging to the corresponding rolling circle,
The device according to the invention is also capable of other embodiments which will be dealt with in more detail below.
By the constructive realization of the invention, progress is obtained given that there are elements which are very simple and very rigid in themselves for the imperative and precise production of the movements sought, whereby a more favorable overall effect is ensured. compared to the involute devices known heretofore and the production of defects is avoided. Another advantage is the possibility of transmitting large forces without there being any fear of harmful effects.
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The accompanying drawings facilitate understanding of the invention.
Figures 1 to 4 are block sketches illustrating examples of application of the principles of the invention.
Figure 1 shows, during the production of an involute 3 by rolling a line 1 on the circle 2, an over-involute 4, which coincides over a certain distance, that is to say between the points A and B1, with relative accuracy, with an arc of a circle having the radius R1. On the side of line 1 is coupled, at an appropriate distance, a point (A1) by which this line 1 is guided along the arc of a circle 5. The initial position of the involute line with the point of foot involute C1 is shown in solid lines and the position reached after pivoting of the angle a is shown in dotted lines.
Figure 2 shows the same details as Figure 1, but with the difference that the distance or section of the involute 24 coinciding with an arc of a circle is located at another place of the involute 23. This section or distance is designated here as A2-B2. In these extreme positions of motion, the involute line 21 no longer touches the involute foot point C2. Since, for many instances of involute production, the involute foot point out of the rolling circle is desirable. , it is advantageous to produce the involute 28 'from the root point D2. A2 is the coupling point on the lines.
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Figure 3 shows the position and the course of the involute 34, which coincides with an arc of a circle of radius R3 over the distance $ 3 - B3. The circle 32 receives the rolling line 31, which pivots by the angle a by guiding its connection point A3 $ on the arc portion A3-B3.
Figure 4 shows the involute 44, which roughly coincides with a straight line G over a certain distance A4-B4. The rolling circle is designated by 42, and the line rolling over it is designated by 41; 43 is the involute curve produced here.
In its adaptation to the various applications, the involute working device according to the invention is in particular constituted in accordance with the other figures.
Figures 5 and 6 show in front elevation the application of this device to a dressing device for profiling wheels for gear teeth with an ideal rolling circle remaining fixed, the dressing tool being placed in the rolling lines also ideal. In these two embodiments, there is a spindle body, intended to be clamped between the two headstock and tailstock tips of a grinding machine in place of the pinion to be grinded or grinded. This pin carries all the organs of the device.
In figure 5, the dresser diamond 50, that is to say its point, placed in the straight line of bearing 51, moves in an involute 53 and this in a completely imperative manner, using the guiding device with imperative movement 54 - 55 - 56, which is articulated to the fixed spindle body 57, the arms of
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crank 54, 56 respectively attacking the axes 54 ', 56'. Between these crank arms 54 and 56 is the member 55 which forms the tool holder. During the pivoting of the articulated square, the two external articulation axes of the crank arms 54 and 56 describe arcs of a circle with which the over involute and the under involute coincide approximately.
It thus produces, in accordance with Figures 2 and 3, the developing path 53 for the tip of the tool on the curved involute-shaped work surface of the grinding wheel 58.
The tool axis coincides with the ideal rolling line 51.
According to Figure 6, the diamond holder 60 is guided, on the one hand, by a device according to Figure 2 and, on the other hand, by means of the slide 65 ', which is provided on the diamond holder and which moves on a round part 69. This round part 69 corresponds to a reduced rolling circle. The slide 65 'is placed parallel to the ideal rolling line 61 and the round portion is placed co-axially with the ideal rolling circle 62 and the spindle body 67. The dressing wheel is designated 68. The diamond 60 must describe the involute 63 on the working surface of this grinding wheel.
FIG. 7 gives an example for a movement transformation command, a rectilinear movement being transformed into a rotational movement or vice versa.
The transformation is envisaged and obtained in such a way that the transmission of the movement is imperative and uniform, that is to say that the continuous rectilinear movement produces
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an angle of rotation always corresponding to its path for the rotational movement. These conditions are fulfilled by using the involute of an ideal rolling line 71 moving on an ideal rolling circle 72. The part 77 can rotate coaxially with the ideal rolling circle 72 about an axis fixed M7. The part 77 is articulated to a connecting rod 74, which is guided by its other end A, by means of a shoe, on a slide - right 78; this slideway is parallel to the rolling line 71.
The movement from point A7 to B7 effects pure rolling of the ideal rolling line 71 on the ideal rolling circle 72, whereby the rolling circle 72 is rotated by the angle a7 by the connecting rod 74. This is how 'is imprinted on the ideal rolling line 71 a movement which is co-axial to itself. The involute 73, the existence of which is decisive for the imperative guidance of the movement, is shown in phantom in figure 7.
The device described above, in accordance with FIG. 7, is suitable for example for an application where it is a question of imparting to a machine member a circular movement proportional to a rectilinear movement or vice versa, for example in machines serving in grinding and grinding pinions having teeth directed obliquely in order to produce the helical movement of the workpiece or of an instrument to be placed in the place of this part to dress the working surface of the grinding wheel. The device according to FIG. 7 can also be applied to an apparatus for checking the threads.
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FIG. 8 represents another example of the imperative guidance system according to the invention, in which the rolling circle does not remain fixed, but moves on an ideal straight line 81 remaining fixed, its axis running from M to M1 and guided in consequence on a right slide 89, which is parallel to the line 81.
A connecting rod 84, which is fixedly articulated at its end
8 A is connected to a member placed co-axially with the rolling circle. The rolling circle 82 is for example here the pitch circle of a pinion with teeth curved along involutes; it is assumed that the teeth must be grinded and ground using a grinding wheel 88. When the rolling circle 82 travels from the position shown in solid lines to the position shown in dotted lines, a point P describes an involute on the rolling circle. For greater clarity, the developing elements have been drawn for the two working positions beyond the head of the tooth.
Apart from its application to machines for grinding pinions, the device according to FIG. 8 is also applicable to instruments for checking the profiles of involute teeth.
Figures 9 and 10 show other constitutions of the involute device according to the invention. These are examples of application to the vertical guidance of a dressing tool (diamond) in instruments used for dressing the working surface, curved in involute lines, of grinding tools, in particular grinding wheels.
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FIG. 9 represents an embodiment in which the dressing tool 90 or its tool holder is coupled by a connecting rod 94 to a sub-involute 95 to the jig 97, belonging to the developing path of the dressing tool. dressing and falling in a circle.
The involute of the template 97 begins in the rolling circle 92. The connecting rod 94 is mounted at point 96 on the remaining fixed template carrier. The pivoting of the connecting rod and the dressing tool is visible in this figure.
During pivoting, point A9 travels between C9 and B9 on the involute 95. The position of the parts shown in solid lines is an intermediate position, to which corresponds the position shown on the rolling line 91.
Figure 10 shows vertical guidance of a dressing tool (diamond) using an involute. In this figure, the conditions are quite similar to those of figure 9. There is here also a fixed body with the template 107. The dressing tool 100 or its tool holder is articulated at point A 10 by a connecting rod 104 articulated to the template holder at point 106. Point A10 of connecting rod 104 moves on over involute 105 corresponding to an arc of a circle.
The ideal rolling line belonging to developing factor 107 is indicated by line 101. 102 is the ideal rolling circle.
FIG. 10 essentially corresponds to FIG. 1. But one can also imagine, for this case, the application of the conditions according to FIG. 2 or FIG. 4.
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¯¯¯ ¯¯ In figures 9 and 10, the guiding of the movement of the tool in question along a developing line can also be ensured by means other than by a template, for example by connecting the tool or similar element at the end of a steel strip.
CLAIMS
1.- Involute device (using a circle and a straight line) in particular for machining machines, for example for machines used to shape involute gears or for instruments used for dressing working surfaces curved in involute on grinding tools or the like, characterized in that by employing imperative guides one or more parts of over-involutes or under-involutes are used, as far as these involute parts fall into arcs of a circle or in a straight line, to move a tool, a workpiece or another machine element in a specific way.