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" Machine à tailler les flancs de dents droites et de dents obliques."
Pour tailler les flancs de roues planes à dents droites ou obliques, ou de pièces analogues par le procédé à déve- loppante à l'aide d'arcs et de rubans de roulement, suivant les propositions connues, on opère de la façon suivante.
Le mouvement de la pièce, en développante, est obtenu par l'in- termédiaire d'un chariot sur lequel est monté à rotation un axe qui porte la pièce, ainsi que le corps à arc de roulement (cylindre de roulement). La surface extérieure circulaire de ce cylindre, surface à laquelle sont reliés deux minces rubans d'acier (rubans de roulement) dont les extrémités libres sont maintenues par deux appuis (montants de rubans de roulement) de telle façon que les rubans d'acier soient fortement tendus,
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roule sur les surfaces des rubans pendant le mouvement que le chariot effectue successivement dans un sens et dans l'autre, dans le sens de la longueur des rubans.
'pendant ce mouvement, des meules agissent sur les dents de la pièce, c'est-à-dire sur les flancs de ces dents, de façon à leur donner la forme d'une développante.
Or il est fréquemment désirable de donner aux flancs des dents de roues dentées et de pièces analogues, qu'il s'a- gisse de dents droites ou de dents obliques, une forme diffé- rant de celle d'une développante, ou rappelant seulement cette forme. En effet, ces pièces, qui travaillent sous de fortes charges, sont souvent sujettes, par suite des grands efforts de flexion qu'elles ont à supporter, à des déformations qui font sortir le profil de la dent de sa position correspondant à la développante.
Une pareille déformation est alors cause que des chocs se produisent lorsque les dents viennent en pri- se et que l'usure de la tête des dents est particulièrement forte, usure que l'on cherche à éviter en reportant le profil de la tête des dents en arrière. pour obtenir, pour la tête des dents, de pareils pro- fils qui diffèrent de la développante, il est bien possible, lorsqu'il s'agit de tailler les flancs des dents de roues pla- nes à dents droites ou obliques, d'utiliser des meules profi- lées ou ce qu'on appelle desroues à re couvrement . Toutefois ces expédients ont certains inconvénients et c'est pourquoi, lorsque l'on utilise, pour tailler les flancs de dents droites, des lapidaires dont les organes à mouvement en développante sont des rubans et des arcs de roulement, on a donné par en- droits, à l'arc de roulement,
une forme s'écartant de la forme circulaire. De cette façon, l'arc de roulement qui se meut suivant une développante sur les rubans de roulement, et la pièce accouplée avec cet arc sont entraînés suivant des rayons
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de différentes longueurs, et par conséquent aussi à des vites- ses différentes, et l'on obtient ainsi l'écrt que l'on désire obtenir entre la forme du profil de la dent et celle d'une développante.
Toutefois, en raison de la liaison rigide entre l'arc de roulement et la pièce, liaison qui est assurée par l'arbre qui les porte, on ne pouvait tailler de cette façon que des dents droites sur la pièce, comme on l'a déjà dit. pour que l'on puisse aussi donner non seulement à ces dents, mais encore aux dents obliques, dans l'usinage des piè- ces dont il s'agit, des flancs dont le profil s'écarte de la forme d'une développante, ainsi qu'on l'a dit plus haut, on propose, conformément à l'invention, tout en conservant la sur- face extérieure correspondant à la forme circulaire de l'arc de roulement, d'imprimer aux rubans de roulement un mouvement sup- plémentaire approprié pendant le mouvement du chariot à déve- loppante qui porte cet arc ainsi que la pièce,
c'est-à-dire par conséquent d'imprimer un mouvement de rotation supplémentaire à cet arc et à cette pièce pendant le mouvement en développante.
Ce mouvement supplémentaire peut être obtenu de façon ration- nelle et très simple au moyen d'une courbe réglable ou inter- changeable portée par le chariot à développante ou par son dis- positif d'entraînement, ou au moyen d'un guide de toute autre forme sur lequel s'appuient ou se meuvent des organes agissant, par l'intermédiaire d'organesde transmission appropriés, sur les supporte (montants) mobiles des rubans de roulement, pour leur donner la position relative désirée par rapport à l'arc de roulement.
On sait, il est vrai, que l'on peut imprimer aux appuis des rubans de roulement, et par conséquent aussi à ces rubans, au moyen d'une transmission à leviers, un mouvement pratiquement uniforme en sens contraire de celui du chariot à développante.
Toutefois, suivant les propositions de ce genre qui sont déjà
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connues, ceci n'a pas pour but d'obtenir, pour les flancs des dents de la pièce à usiner, des profils s'écartant de la torme d'une développante; il s'agit au contraire, lorsque le cylindre ou l'arc de roulement cylindrique est trop grand pour une roue dentée dont les dents doivent être taillées en développante, d'assurer l'action d'un arc de roulement plus petit, c'est-à- dire de résoudre un problème qui s'éoarte sensiblement de celui que l'on cherche à résoudre suivant la présente invention.
La figure unique du dessin ci-joint est une vue sché- matique d'un exemple de réalisation d'un dispositif approprié à la mise en pratique de l'idée de l'invention telle qu'elle est exposée plus haut, ce dispositif étantappliqué à une ma- chine dont on suppose qu'elle lonctionne de façon que l'axe de la pièce soit incliné par rapport au chemin d'avancement, en faisant avec ce chemin un angle égal à celui du pas de la vis, le mouvement d'avancement ou mouvement de va-et-vient étant effectué par la meule. La pièce à usiner est ici une roue plane à dents obliques.
La roue dentée à tailler 1 est montée fixe sur l'arbre 2 qui porte, à l'extrémité opposée, l'arc de roulement 3, dont la surface extérieure est en forme d'arc de cercle. La pièce, l'arbre et l'arc de roulement sont montés à rotation sur le chariot 4 à mouvement en développante. on s'est abstenu d'indi- quer un dispositif diviseur qui est également monté sur ce cha- riot et par lequel les dents de la pièce sont amenées successi- vement à la position de rectification ou de taille.
Les deux rubans de roulement 5, qui sont fortement ten- dus, relient le cylindre de roulement 3 aux deux supports 6 de ces rubans. Ces supports sont montés à rotation partielle au- tour des axes 7 sur le montant fixe 8. Dans les machines con- nues jusqu'ici, dont les porte-rubans sont montés à position réglable pour permettre de retendre les rubans de roulement ou
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de redresser l'arc de roulement, les supports des rubans de roulement restent fixes pendant le fonctionnement de la machine,
Maintenant, Si le chariot à développante 4 se meut dans le sens horizontal, par un mouvement de va-et-vient, comme cela est indiqué par la double flèche P, l'arc 3 roule sur les rubans 5, en supposant que les supports 6 de ces rubans soient fixes, et l'outil de taille 31,
qui représente un ou deux flancs d'une crémaillère, ces flancs ayant une surface reotiligne, produit normalement, sur la pièce 1, des flancs de dents en développante.
Selon qu'il s'agit de flancs du type normal ou de flancs corrigés, de roues planes à dents droites ou obliques, on peut, d'une façon tout-à-fait générale, tailler deux flancs de dents simultanément, ou bien l'on ne peut en tailler qu'un.
Les deux supports 6 des rubans de roulement, supports qui, dans l'exemple, sont articulés entre eux par la traverse 9 et au moyen des axes 10, formant ainsi un cadre oscillant autour des axes 7, impriment bien, pendant leur mouvement oscillant, de légers mouvements verticaux aux rubans de roulement 5 pr suite de l'arc d'oscillation à leurs points de fixation 5a, mais ces petits mouvements n'ont qu'une influence insignifiante sur la précision de la forme que l'on cherche à donner aux flancs.En outre, on pourrait, par des mesures de construction, supprimer cette action d'une façon suffisante ou même la compenser com- plètement.
Par conséquent, si le cadre mentionné 6, 9, 10 avan- ce pendant le mouvement transversal du chariot à développante 4, pour effectuer le travail, par suite de la rotation partiel- le autour de 7, un mouvement supplémentaire est Imprimé à l'arc de roulement 3 par l'intermédiaire des rubans de roulement 5, c'est-à-dire que la pièce est soumise à ce moment à une défor- mation par suite de laquelle sa forme s'écarte de celle d'une développante. La. traverse 9 et avecelle le cadre 6, 9, 10 sont légèrement déplacés latéralement, pendant la rotation
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autour de 7, par l'écrou 11, qui est monté fixe sur la traverse et guidé sur la tige filetée tournante 12.
Cette tige filetée tournante 12 est montée dans les deux paliers 13 portés par le montant fixe 8; elle porte à une extrémité la roue dentée 14, qui est fixe sur elle et qui reçoit son mouvement de rotation de la tige 15, dentée en haut et en bas, et à laquelle la roue dentée 16 imprime un mouvement alternatif vertical. La roue dentée 16 est calée sur un arbre cannelé 17, à cannelures mul- tiples et sur lequel est montée en outre, mais coulissante, une roue dentée 18 formant douille. Cette roue dentée en forme de douille engrène avec une extrémité d'une tige ou d'un support 19 dont l'autre extrémité porte le galet 20, qui peut se dépl- cer le long du chemin de roulement d'une plaque curviforme 21 fixée sur le chariot à développante 4.
Le chariot auxiliaire 22, qui coulisse sur des glis- sières, non représentées, portées par le bâti de la machine, supporte la roue dentée en forme de douille 18, qui est montée à rotation, ainsi que le porte-galet 19, 20,qui est monté cou- lissant. Le galet 20 est appliqué sur la courbe 21 au moyen d'un ressort hélicoïdal 23, qui s'appuie sur le montant fixe 8 et qui presse sur un collet 15a de la tige dentée 15. De son côté, cette tige transmet son mouvement au porte-galet 19 par l'intermédiaire de la roue dentée 16 et de l'arbre 17 à canne- lures multiples.
La courbe 21 est montée à position variable sur le chariot à développante 4, ou bien elle est montée de façon à pouvoir être remplacée par n'autres courbes appropriées aux conditions du cas envisagé, et elle détermine ainsi la for- me particulière que l'on désire donner aux flancs de dents à tailler. Lorsqu'il s'agit d'autres procédés de taille de roues dentées à dents obliques, par exemple du procédé suivant lequel l'axe de la pièce est parallèle au chemin parcouru pendant le mouvement d'avancement, de même que pour la taille des roues
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planes à dents droites, il est également possible d'obtenir l'écart de la forme des flancs de la même façon, au moyen d'une courbe portée par le chariot à développante 4 et provoquant un mouvement de déplacement des rubans de roulement 5.
Pour que l'on puisse, lorsqu'il s'agit de dentures o- bliques, faire en sorte que la forme différente du flanc soit obtenue au même endroit du flanc sur toute la largeur de la roue dentée, ou bien pour que le flanc de la dent occupe toujours, quelle que soit la position pendant l'avancement, la même posi- tion par rapport à l'outil de taille, il faut, pendant la taille, déplacer la courbe 21 ou (à titre de mouvement relatif équivalent) le galet 20, comme on l'a supposé dans le cas présent,d'une façon correspondant à l'angle du pas de la vis de la roue dentée à tailler. cet effet un chariot auxiliaire 22 est relié par l'axe 24, par l'intermédiaire du coulisseau 25, à une glissière 26 à position angulaire réglable.
Cette glissière se trouve, sur le chariot 27, auquel la tige filetée 28 imprime, au moyen de l'écrou 29 et parallèlement aux sens indiqués par l'axe de la pièce, sens qui sont indiqués par la flèche double p1, un mou- vement de va-et-vient sur le bâti de la machine. La commande de la tige filetée 28 est empruntée au mécanisme d'avancement, non représenté, de l'outil de taille 31 monté sur l'axe 30; en con- séquence, le déplacement du chariot 27 dépend de ce mouvement d'avancement.
Donc, si la glissière 26 est inclinée sur l'axe de la pièce suivant l'angle du pas de la vis de la roue plane à tailler, le galet 20 est toujours obligé par le chariot auxi- liaire 28 à occuper par rapport à la courbe 21 une position qui varie suivant la position momentanée de l'outil de taille, c'est-à-dire que le flanc de la dent reçoit, dans la zone axiale, la taille désirée, qui est la même pour chacune des zones axiales.
Si l'on taille des roues planes à dents droites, il faut mettre
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la glissière 26 sur 0 degré, c'est-à-dire la rendre parallèle à l'axe de la roue dentée, ou bien l'on découple la commande du chariot 7 pour la séparer du mécanisme d'entraînement de l'avancement de l'outil de taille.
Par rapport aux modes actuels de taille de flancs de dents séparées, l'invention permet de réaliser des progrès re- marquables et elle ouvre de nouvelles possibilités. En effet, tout d'abord les arcs de roulement dont la forme extérieure diffère de la forme circulaire sont plus difficiles à fabriquer que des courbes planes et profilées qui, en outre, peuvent être changées plus facilement et construites en plusieurs pièces. De plus, les rubans de roulement qui passent sur des arcs de rou- lement dont la forme est modifiée sont soumis à des efforts de tension très différents, tandis que maintenant l'arc de roule- ment cylindrique normal est conservé pour ce type de flancs de dents à tailler.
D'ailleurs, le report des flancs de dents en arrière, en partie au moyen d'un arc de roulement dont la forme diffère de celle d'un cercle, n'est possible qu'à un degré tellement réduit que ces modifications par rapport à la forme en dévelop- pante normale ne satisfont plus aux conditions que l'on exige aujourd'hui ou, du moins, n'y satisfont plus dans tous les cas.
En outre, l'invention permet d'effectuer des corrections diffé- rentes sur les deux flancs des dents en donnant une forme cor- respondante à la courbe 21, de telles opérations de taille étant actuellement difficiles à effectuer, parce qu'elles exi- gent des rubans de roulement de différentes longueurs. Enfin, l'invention seule permet aussi de tailler des flancs de dents du type corrigé sur les roues planes à dents obliques, c'est- à-dire d'effectuer des transformations ou modifications qui étaient impossibles tant que la correction se faisait sur l'arc de roulement lui-même, puisque ce dernier est rigidement
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accouple avec la roue à vis à tailler.
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"Machine for cutting the flanks of straight teeth and oblique teeth."
To cut the sides of flat wheels with straight or oblique teeth, or similar parts by the developing process using arcs and rolling bands, according to known proposals, the procedure is as follows.
The movement of the part, in involute, is obtained by means of a carriage on which is rotatably mounted an axis which carries the part, as well as the body with rolling arc (rolling cylinder). The circular outer surface of this cylinder, to which are connected two thin steel tapes (rolling tapes), the free ends of which are held by two supports (uprights of rolling tapes) so that the steel tapes are strongly tense,
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rolls on the surfaces of the ribbons during the movement which the carriage performs successively in one direction and in the other, in the direction of the length of the ribbons.
'during this movement, grinding wheels act on the teeth of the part, that is to say on the sides of these teeth, so as to give them the shape of an involute.
Now it is frequently desirable to give the flanks of the teeth of cogwheels and the like, whether they be straight teeth or oblique teeth, a shape different from that of an involute, or only reminiscent of an involute. this shape. Indeed, these parts, which work under high loads, are often subject, as a result of the great bending forces that they have to withstand, to deformations which cause the profile of the tooth to come out of its position corresponding to the involute.
Such a deformation then causes shocks to occur when the teeth come into engagement and the wear of the head of the teeth is particularly strong, wear that one seeks to avoid by transferring the profile of the head of the teeth. backward. in order to obtain, for the head of the teeth, similar profiles which differ from the involute, it is quite possible, when it is a question of cutting the flanks of the teeth of flat wheels with straight or oblique teeth, of use profiled grinding wheels or so-called cover wheels. However, these expedients have certain drawbacks and this is why, when one uses, to cut the flanks of straight teeth, lapidaries whose involute movement members are ribbons and rolling arcs, we have given by en- straight, rolling arc,
a shape deviating from the circular shape. In this way, the rolling arc which moves according to an involute on the rolling bands, and the part coupled with this arc are driven along radii
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of different lengths, and therefore also at different speeds, and thus the desired stretch between the shape of the tooth profile and that of an involute is obtained.
However, because of the rigid connection between the rolling arc and the part, which is ensured by the shaft which carries them, we could cut in this way only straight teeth on the part, as we have seen. already said. so that we can also give not only to these teeth, but also to the oblique teeth, in the machining of the parts in question, sides whose profile deviates from the shape of an involute, as stated above, it is proposed, in accordance with the invention, while retaining the outer surface corresponding to the circular shape of the rolling arc, to impart to the rolling tapes a higher movement. - appropriate additional during the movement of the trolley carrying this arc as well as the part,
that is to say therefore to impart an additional rotational movement to this arc and to this part during the involute movement.
This additional movement can be obtained rationally and very simply by means of an adjustable or interchangeable curve carried by the involute carriage or by its drive device, or by means of a guide of any kind. other form on which rest or move members acting, by means of appropriate transmission members, on the movable supports (amounts) of the rolling bands, to give them the desired relative position with respect to the arc of rolling.
We know, it is true, that it is possible to impart to the supports of the rolling tapes, and consequently also to these tapes, by means of a lever transmission, a practically uniform movement in the direction opposite to that of the involute carriage. .
However, following proposals of this kind which are already
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known, this is not intended to obtain, for the flanks of the teeth of the workpiece, profiles deviating from the torme of an involute; on the contrary, it is a question of ensuring the action of a smaller rolling arc, when the cylinder or the cylindrical rolling arc is too large for a toothed wheel whose teeth must be cut involute. that is to say to solve a problem which deviates substantially from that which it is sought to solve according to the present invention.
The single figure of the attached drawing is a schematic view of an exemplary embodiment of a device suitable for putting into practice the idea of the invention as set out above, this device being applied. to a machine which we suppose to work so that the axis of the part is inclined with respect to the advance path, making with this path an angle equal to that of the pitch of the screw, the movement of advancement or back and forth movement being performed by the grinding wheel. The workpiece here is a flat gear with oblique teeth.
The toothed wheel to be cut 1 is fixedly mounted on the shaft 2 which carries, at the opposite end, the rolling arc 3, the outer surface of which is in the form of a circular arc. The part, the shaft and the rolling arc are mounted for rotation on the carriage 4 with involute movement. no indication has been given of a dividing device which is also mounted on this carriage and by which the teeth of the workpiece are successively brought to the grinding or trimming position.
The two rolling bands 5, which are strongly tensioned, connect the rolling cylinder 3 to the two supports 6 of these bands. These supports are mounted in partial rotation around the axes 7 on the fixed upright 8. In the machines known hitherto, the tape holders are mounted in an adjustable position to allow the rolling tapes to be tightened or
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straighten the rolling arc, the supports for the rolling bands remain fixed while the machine is in operation,
Now, if the involute carriage 4 moves in the horizontal direction, by a back and forth motion, as indicated by the double arrow P, the arc 3 rolls over the tapes 5, assuming that the supports 6 of these ribbons are fixed, and the size 31 tool,
which represents one or two flanks of a rack, these flanks having a reotilinear surface, normally produces, on the part 1, involute tooth flanks.
Depending on whether it is a question of flanks of the normal type or of corrected flanks, of flat wheels with straight or oblique teeth, it is possible, in a quite general manner, to cut two flanks of teeth simultaneously, or else the 'you can only cut one.
The two supports 6 of the rolling tapes, supports which, in the example, are articulated between them by the cross member 9 and by means of the axes 10, thus forming a frame oscillating around the axes 7, print well, during their oscillating movement, slight vertical movements to the rolling bands 5 following the arc of oscillation at their fixing points 5a, but these small movements have only an insignificant influence on the precision of the shape which one seeks to give In addition, we could, by construction measures, suppress this action sufficiently or even compensate for it completely.
Therefore, if the mentioned frame 6, 9, 10 advances during the transverse movement of the involute carriage 4, to perform the work, as a result of the partial rotation around 7, an additional movement is printed on the rolling arc 3 via the rolling bands 5, that is to say that the part is subjected at this moment to a deformation as a result of which its shape deviates from that of an involute. The cross member 9 and with it the frame 6, 9, 10 are slightly moved laterally, during the rotation
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around 7, by the nut 11, which is mounted fixed on the cross member and guided on the rotating threaded rod 12.
This rotating threaded rod 12 is mounted in the two bearings 13 carried by the fixed upright 8; it carries at one end the toothed wheel 14, which is fixed on it and which receives its rotational movement from the rod 15, toothed up and down, and to which the toothed wheel 16 prints a vertical reciprocating movement. The toothed wheel 16 is wedged on a splined shaft 17, with multiple splines and on which is also mounted, but sliding, a toothed wheel 18 forming a sleeve. This socket-shaped toothed wheel meshes with one end of a rod or a support 19, the other end of which carries the roller 20, which can move along the raceway of a fixed curved plate 21. on the involute slide 4.
The auxiliary carriage 22, which slides on guides, not shown, carried by the frame of the machine, supports the toothed wheel in the form of a sleeve 18, which is mounted to rotate, as well as the roller holder 19, 20, which is slidably mounted. The roller 20 is applied to the curve 21 by means of a helical spring 23, which rests on the fixed upright 8 and which presses on a collar 15a of the toothed rod 15. For its part, this rod transmits its movement to the roller holder 19 via the toothed wheel 16 and the multi-spline shaft 17.
The curve 21 is mounted in a variable position on the involute carriage 4, or it is mounted so that it can be replaced by other curves appropriate to the conditions of the case considered, and thus determines the particular shape that the we want to give the flanks teeth to cut. In the case of other methods for cutting toothed wheels with oblique teeth, for example the method according to which the axis of the workpiece is parallel to the path traveled during the forward movement, as well as for the size of the wheels
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planes with straight teeth, it is also possible to obtain the deviation of the shape of the sidewalls in the same way, by means of a curve carried by the involute carriage 4 and causing a displacement movement of the rolling bands 5.
So that we can, in the case of oblique toothing, ensure that the different shape of the sidewall is obtained at the same location of the sidewall over the entire width of the toothed wheel, or else so that the sidewall of the tooth always occupies, whatever the position during advancement, the same position with respect to the cutting tool, it is necessary, during the cutting, to move the curve 21 or (as equivalent relative movement) the roller 20, as assumed in the present case, in a manner corresponding to the angle of the pitch of the screw of the toothed wheel to be cut. to this end, an auxiliary carriage 22 is connected by the axis 24, via the slider 25, to a slide 26 with adjustable angular position.
This slide is located on the carriage 27, to which the threaded rod 28 prints, by means of the nut 29 and parallel to the directions indicated by the axis of the part, directions which are indicated by the double arrow p1, a slack. reciprocating event on the machine frame. The control of the threaded rod 28 is taken from the advancement mechanism, not shown, of the cutting tool 31 mounted on the axis 30; consequently, the movement of the carriage 27 depends on this forward movement.
Thus, if the slide 26 is inclined on the axis of the workpiece according to the angle of the pitch of the screw of the planar wheel to be cut, the roller 20 is still obliged by the auxiliary carriage 28 to occupy with respect to the curve 21 a position which varies according to the momentary position of the cutting tool, that is to say that the flank of the tooth receives, in the axial zone, the desired size, which is the same for each of the axial zones .
If you cut flat wheels with straight teeth, you must put
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the slide 26 on 0 degrees, that is to say make it parallel to the axis of the toothed wheel, or the control of the carriage 7 is decoupled to separate it from the drive mechanism of the advancement of the pruning tool.
Compared to current methods of cutting the flanks of separate teeth, the invention makes it possible to achieve remarkable progress and it opens up new possibilities. In fact, first of all the rolling arches whose external shape differs from the circular shape are more difficult to manufacture than flat and profiled curves which, moreover, can be changed more easily and built in several parts. In addition, the rolling tapes which pass over rolling arcs of which the shape is modified are subjected to very different tension forces, while now the normal cylindrical rolling arc is retained for this type of sidewall. teeth to cut.
Moreover, the transfer of the tooth flanks back, in part by means of a rolling arc whose shape differs from that of a circle, is only possible to such a reduced degree that these modifications compared to the normal developing form no longer meet the conditions that are required today or, at least, no longer meet them in all cases.
Furthermore, the invention makes it possible to perform different corrections on the two flanks of the teeth by giving a shape corresponding to the curve 21, such cutting operations being currently difficult to perform, because they require gent rolling tapes of different lengths. Finally, the invention alone also makes it possible to cut tooth flanks of the corrected type on flat wheels with oblique teeth, that is to say to carry out transformations or modifications which were impossible as long as the correction was made on the same. the rolling arc itself, since the latter is rigidly
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coupled with the screw wheel to be cut.