<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
r' 1é1CHT11Tl; A MEULER, LES zIVG'.1.'t;IVAGiS FiLIICODUl,'t
L'invention concerne le meulage d'engrenages héli- coïdaux et analogues, et ,l'invention a po'ur objet de procurer une construction qui est destinée non seulement au meulage de la pièce à usiner mais encore à engendrer et à'maintenir une forme .de la meule qui meulera lès surfaces hélicoïdales pour les amener à avoir un contour de section transversale .
EMI1.2
détermiiié a l'avance. à cette fin l'invention consiste en la construction exposée ci-après.
Dans les dessins : -.... '
Fig. 1 est une élévation latérale -de la machine à meuler perfectionnée de la demanderesse;
Fig. 2 est une élévation terminale de cette machine;
EMI1.3
Fig, 3 est une coupe'longitudinale à .-travers .la. poupée fixe de la machine; @
Fig. 4 est une vue plan des.moyens faisant tour- ner la pièce pendant son déplacement axial ;
<Desc/Clms Page number 2>
Fig. 5 est une coupe transversale, en partie en élé- vation, représentant la meule et le montage 'lui s'y rapporte;
Fig. 6 une élév@tion latérale de :Ci,';. 5;
Fig. 7 est une élévation frontale, en partie en coupe, d'une partie de fig. 1 ;
et
Fig. 8 est une élévation agra@die certaines par- ties étant supposées enlevées, d'une partie de fig.2.
Décrite d'ùne manière,-- générale, la machine à meuler perfectionnée de la demanderesse comprend un chariot ou table de support ce la pièce pouvant aller et venir, un porte-pièce rotatif monté sur ce chariot, des moyens de faire tourner ce porte-pièce pendant son mouvement axial et correspondait'. ' . à celui-ci afin d'imprimer à la pièce un mouvement hélicoïdal déterminé à l'avance, et une meule réglable angulairement dans un plan correspondant en gros à l'angle de l'hélice de la pièce par rapport à son axe de rotation. La machine est également destinée à recevoir un mécanisme de dressage qui est monté sur le porte-pièce ou axialement aligné avec lui pour être déplacé suivant un chemin hélicoïdal exactement si- milaire.
La construction détaillée de ce)mécanisme de. dressage n'est pas l'objet de ce brevet, mais il comprend en général des moyens d'obliger un diamant- ou une lame de dressage à se déplacer dans un plan suivant un chemin correspondant exacte- ment au contour d'une section transversale déterminé à l'avan- ce delà surface hélicoïdale. En plus, le mouvement hélicoïdal imprimé à ce mécanisme de dressage joint au mouvement dans un plan qui vient d'être décrit donneà la meule une forme pour meuler un contour Ge section transversale désiré. Il est très important que ce façonnement de la meule soit exécuté dans la même machine, et au moyen des mêmes déplacements'que ceux qui sont imprimés à la pièce, car ceci assure un très haut degré de précision.
Une des raisons de ceci est qu une déviation légère quelconque due à un manque d'absolue rigidité dans le cadre de support est la même pour le mécanisme de dressage et pour la pièce, de sorte qu'une erreur dans' l'un est compensée par une erreur dans l'autre.
Plus en détail, est un# buse appropriée sur laquel- le est montée une table d'usinage B coulissant dans des glis- sières C et déplacée dans les d'eux sens par des moyens appro- priés (non représentés). D est une poupée fixe montée sur la table B et munie d'une broche creuse tournante E contenant une broche intérieure F portant une pointe F'. Il y a égale- ment une poupée mobile F2 portant une pointe F3, la pièce étant tenue entre ses pointes. Une colonné G s'élevant sur 'la base A sur un côté de la table comporte; montée, à sa partie
<Desc/Clms Page number 3>
terminale supérieure, une coulisse déplaçable verticalement G'.
Cette coulisse comporte'un manchon G2 contenant- un coussinet G3 dans lequel s'engage la tige G4, pouvant tourner d'une manière réglable, d'un port e-meule en forme de fourche G5.
L'extrémité supérieure de lacoulisse et du manchon forme une équerre G6 supportant une table G7 sur laquelle est monté un moteur électrique G8. La table G7 est fixée à l'extrémité supérie'ure du manchon G4 pour tourner avec lui et une vis' de serrage G9 munie d'une tête s'engageant dans une fente en forme de segment ménagée dans l'équerre constitue le moyen de maintenir la tabler le manchon et,le porte-meulé dans une position quelconque désirée de réglage angulaire. L'axe du manchon G4 coupe l'axe.du porte-pièce de façon que la meule soit centrée sur -la 'pièce. G10,est la meule montée sur l'arbre G11 tourillonnant dans les fourches du, porte-meule G .
Une poulie G12 portée par. cet arbre est alignée avec la poulie G13 portée)par l'arbre du moteur G8 et est-entraînée en même temps qu'elle par ,une courroie d'accouplement. Ainsi la meule peut être réglée angulairement à une position quelconque sans gêner son mécanisme d'entraînement. Pour régler vertica- lement la meule par rapp'ort à la pièce un arbre vertical G14 tourillonnant dans .la'colonne G comporte une'partie filetée' pénétrant dans un écrou G15 porté par la coulisse G et une poignée de manoeuvre G16 portée par un arbre horizontal G17 relié, au moyen de pignons coniques G18, avec l'arbre G14 sert à faire tourner ces 'arbres, et à élever ou abaisser la coulisse par ce moyen.
Pour,maintenir une relation opérative entre la pièce et la mé'ule pendant le meulage des surfaces hélicoïdales, il est nécessaire que' la pièce tourne en même temps qu'elle avance axialement,,et-dans un rapport tel par rapport ,à cette avance qu'il-produise-une hélice ayant comme angle l'angle hélicoïdal désiré. Dans ce but la broche creuse Il porte un pignon ±' taillé sur elle qui est engrené avec la roue dentée E2 portée par un arbre E3 parallèle à la broche et situé en dessous d'elle.
Sur l'arbre ±1¯se trouve- un pignon E4 qui engrène avec une crémaillère E5 coulissant dans des glissières situées dans la poupée fixe, pour se déplacer transversa- lement à celle.-ci.-La partie extérieure terminale dé la cré- maillère E5 s'étend au-dessus ,d'un support fixe E7 supporté par une équerre E8 à partir de la base A. Sur ce support se trouve supportée de manière à pouvoir coulisser longitudi-
EMI3.1
nalemeat une table N' qui est 3égléè ea'position sur lQ 'r . , aé 6Qua .au moyen d' un arbre fileté E16 engagé dans un écrou.
E: Q4:@ôi! .
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
d.'m'u !j la table tandis qu'un volant N 12 constitue le moyen de faire tourner l'arbre. E13 est un Guide pivotant autour de- son centre, monté en E14 sur la tablé E9 de façon à être régla- ble sur celle-ci à différences positions angulaires. Des bou-
EMI4.2
lons U 15 , munis de .bltes s'étendant à travers ce ':;uide et aux portions terminales de celui-ci, coulissent dans des fentes E16 en forme de segments et ayant une section en T renversé
EMI4.3
monar,-5es dans la table]:9 et serven,t à maintenir par pression
EMI4.4
le ;guide en position.
La crémaillère -L-'5 porte un contact à' te 0 e5alet ou talon ,1 fixé sur la barre et/0pODdt1t 4-e la partie extérieure de cette barre et est en contact avec le L- côté extérieur du ::';L1ide 13..ainsi quand la table B et la poupée fixe b vont et viennent sur la base A, le contact à
EMI4.5
galet de roulement 1 avec le guide El..5 actionne pendant le mouvement en avant la crémaillère E5 l'obligeant à faire tourner le pignon L4, 1'arbre , la roue dentée E2 et le pignon Et situé sur la broche creuse E. Ceci imprime une rotation semblable à la broche intérieure F et à la pointe F' tandis que la tête F portée par cette broche est conve-
EMI4.6
na1lement maintenue contre la pièce de façon à faire tourner celle-ci en même temps qu'elle.
Pendant le mouvement en ar- rière de la table B une rotation inverse est imprimée à la broche et à la pièce par les moyens,décrits ci-dessous.
EMI4.7
iàécanisme d'avancement anrulaire.
Les engrenages hélicoïdaux et les autres éléments hélicoïdaux à meuler doivent être déplacés relativement afin d'amener les dents successives ou surfaces hélicoïdales successives à entrer en contact opératif avec la meule dres- sée. A cet effet, la demanderesse a prévu un mécanisme d'avan- cement angulaire qui avance périodiquement par-rotation la broche intérieure F par rapport à la broche creuse E. Comme
EMI4.8
on l'a repr.)set1'té, la broche creuse'E possède un disque d'avancement H qui est monté sur elle.qu'on peut échanger et qui porte des encoches à sa périphérie et est fixé d'une manière amovible à un collier H' calé sur ladite broche.
La brocheintérieure F porter monté à sa partie arrière.,un bras H2 qui à sa partie extérieure porte, en H3 un chien H4
EMI4.9
qui pivote sur le bras H et qui porte uerot en forme de coin H5 venant s'engager dans l'une des encoches situées à la périphérie du disque H. En dégageant l'ergot de l'eucoche
EMI4.10
et en faisant tourner le bras 112 jusqu'à ce que cet'e:r8t vienne en coïncidence avec une autre encoche dans laquelle il se réengage, la broche intérieure F avance en tournant d'une quantité déterminée à.l'avance par rapport à la broche extérieure creuse E.
<Desc/Clms Page number 5>
MOYENS DE RATTRAPAGE DE JEU.
Dans tous les trains d'engrenages d'un certain nom- bre d'éléments il y a inévitablement un certain jeu. Ainsi si la broche F tourne alternativement dans des directions opposées grâce au mécanisme précité, le jeu dans le mécanisme change la position de la pièce par rapport à la meule pendant le mouvement en arrière par rapport à celle qu'il maintient pendant le mouvement en avant. Un tel effet est empêché ,par la demanderesse grâce au maintien d'au couple constant sur la broche tournante E qui agit en sens ,inverse du mouvement imprimé par le mécanisme actionné' par le guide E13.
On a re- présenté deux formes de moyens de produire le couple, Dans l'une, une poulie I placée sur la-broche creuse E supporte un câble I' qui s'étend, vers le haut et passe sur-une poulie 1 2 et de là s'étend vers le bas en étant attaché à son extrémité libre à un contrepoids I3. La tension ainsi produite enlève tout jeu dans le mécanisme entre le guide E13 et la broche E et constitue également un moyen de mise en action permet- tant de-,faire tourner la broche dans.la direction opposée.
Le second moyen de rattrapage de jeu comprend une roue dentée J engrenant avec un'pignon E et'monté sur un arbre J' parallèle à la broche E. Sur cette broche se trouve un pignon J2 qui'est engrené avec une crémaillère J3 portée par'un piston J4 qui coulisse' dans un cylindre, hydrau- lique J . Du fluide fourni à ce cylindre à une pression dé- terminée à l'avance exerce,par le mécanisme que l'on vient de décrire le couple inverse, nécessaire sur .la broche E.
FONCTIONNEMENT.
Comme on l'a décrit précédemment, c'est une nécessi- té pratique de dresser la meule au contour désiré pendant qu-' elle est en position sur la machine à meuler dans 'laquelle elle exécute par'la suite son travail. Néanmoins, la cons- truction de ce mécanisme de dressage fait l'objet d'un brevet distinct et n'est pas spécifiquement décrite ici. Il est seu- lement nécessaire de mentionner que le'mécanisme de dressage peut être échangé' avec la pièce dans le porte=pièce de manière à ce qu'on imprime le même déplacement hélicoïdal à l'un ou l'autre quand la table @ avancée..
Pendant une telle avance l'outil de dressage est déplacé-manuellement d'une manière os- cillante suivant *le trajet qu'il est contraint de décrire et qui donnera la forme appropriée à' la meule. Cette forme change à mesure que la meule s'use et est dressée de nouveau, car le rayon de la meule est un facteur déterminant de, la forme, Néanmoins, le contour de section transversale meulé dans la pièce est le même sans avoir égard à de tels change- ments dans la me ule.
<Desc/Clms Page number 6>
En supposant lue la meule a été réglée à l'angle convenable par rapport à l'aile d'hélice général des sur- faces à meuler et en supposant que cette meule a été dressée à la. forme désirée, le fonctionnement s'opère comme suit : la pièce est placée entre pointes F', F2, et est amenée vers la tête F3 de façon à amener une des surfaces hélicoïdales à meuler en contact opératif avec la meule. Pour mettre la meule en contact avec cette surface il peut être nécessaire de faire tourner la pièce (ou le mécanisme de dressage) pour le mettre initialement en contact avec la meule pendant que la table B est immobile.
Ceci peut être réalisé en tour- nant le volant E12 et grâce à l'arbre fileté E10 et à l'écrou
E11 en déplaçant la table E 9 longitudinalement sar le support
E7. La meule peut alors être abaissée jusqu'à venir en contact avec la pièce. Un mouvement de va et vient est ensuite impri- mé à la table B qui durant son avance dans une direction dé- place le galet ou talon E17 le 1006 de la face servant de came du guide E13, déplaçant ainsi cette crémaillère dans une direction transversale à la table et imprimant, au moyen du mécanisme décrit, un mouvement de/rotation correspon- dant à la broche F et à la pièce reliée à cette broche.
Ce mouvement est tel qu'il maintient la meule en contact opératif avec la surface hélicoïdale en tous points au cours de l'avan- cernent axial de la pièce. Lorsqu'on inverse le mouvement de la table B, la meule est encore maintenue en contact opératif avec la surface en cours du moulage étant donné que tout le jeu a été rattrapé et que le couple d'action contraire produit soit par le câble, soit par les moyens hydrauliques, oblige le Galet E17 à rester en contact étroit avec le guide E13.
Cette action de meulage peut être continuée avec un déplace- ment de la meule vers le bas de temps en temps jusqu'à ce que la forme exacte soit obtenue dans la pièce. On fait alors fonctionner le mécanisme d'avancement angulaire pour faire présenter par la pièce une autre surface hélicoïdale et l'opération est recommencée.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
r '1E1CHT11Tl; A GRIND, THE zIVG'.1.'t; IVAGiS FiLIICODUl, 't
The invention relates to the grinding of helical gears and the like, and it is an object of the invention to provide a construction which is intended not only for grinding the workpiece but also for generating and maintaining a workpiece. shape of the grinding wheel which will grind the helical surfaces to cause them to have a cross-sectional outline.
EMI1.2
determined in advance. to this end, the invention consists of the construction set out below.
In the drawings: -.... '
Fig. 1 is a side elevation of Applicants' improved grinding machine;
Fig. 2 is a terminal elevation of this machine;
EMI1.3
Fig, 3 is a longitudinal section through the. fixed headstock of the machine; @
Fig. 4 is a plan view of the means causing the part to rotate during its axial displacement;
<Desc / Clms Page number 2>
Fig. 5 is a cross section, partly in elevation, showing the grinding wheel and the assembly related thereto;
Fig. 6 a side elevation of: Ci, ';. 5;
Fig. 7 is a front elevation, partly in section, of part of FIG. 1;
and
Fig. 8 is an elevational view, some parts supposedly removed, of a part of fig.2.
Described in a general manner, the applicant's improved grinding machine comprises a carriage or support table that the workpiece being able to move back and forth, a rotating workpiece holder mounted on this carriage, means of turning this door -piece during its axial movement and corresponded '. '. to the latter in order to impart to the part a helical movement determined in advance, and an angularly adjustable grinding wheel in a plane corresponding roughly to the angle of the helix of the part with respect to its axis of rotation. The machine is also intended to receive a dressing mechanism which is mounted on the workpiece carrier or axially aligned with it to be moved along an exactly similar helical path.
The detailed construction of this) mechanism. dressing is not the subject of this patent, but it generally includes means for causing a diamond- or dressing blade to move in a plane following a path corresponding exactly to the contour of a cross-section determined in advance of the helical surface. In addition, the helical movement imparted to this dressing mechanism together with the movement in a plane which has just been described gives the grinding wheel a shape to grind a desired cross-section contour. It is very important that this shaping of the grinding wheel is carried out in the same machine, and by means of the same movements as those which are printed piece-wise, as this assures a very high degree of precision.
One of the reasons for this is that any slight deviation due to a lack of absolute rigidity in the support frame is the same for the facing mechanism and for the workpiece, so that an error in one is compensated for. by an error in the other.
In more detail is a suitable nozzle on which is mounted a working table B sliding in guides C and moved in them by suitable means (not shown). D is a fixed doll mounted on the table B and provided with a rotating hollow spindle E containing an inner spindle F carrying a point F '. There is also a tailstock F2 carrying a point F3, the part being held between its points. A column G rising on the base A on one side of the table comprises; climb, to its part
<Desc / Clms Page number 3>
upper terminal, a vertically movable slide G '.
This slide comprises a sleeve G2 containing a G3 bearing in which engages the rod G4, which can be rotated in an adjustable manner, of an e-grinding wheel port in the form of a fork G5.
The upper end of the slide and of the sleeve forms a bracket G6 supporting a table G7 on which an electric motor G8 is mounted. The table G7 is attached to the upper end of the sleeve G4 to rotate with it and a G9 set screw with a head engaging in a segment-shaped slot in the square is the means of maintain the table, the sleeve and the grind holder in any desired position of angular adjustment. The axis of the sleeve G4 intersects the axis of the workpiece carrier so that the grinding wheel is centered on the workpiece. G10, is the wheel mounted on the G11 shaft journaled in the forks of the wheel holder G.
A G12 pulley carried by. this shaft is aligned with the pulley G13 carried) by the shaft of the G8 motor and is driven at the same time as it by a coupling belt. Thus the grinding wheel can be angularly adjusted to any position without hampering its drive mechanism. To adjust the grinding wheel vertically in relation to the workpiece, a vertical shaft G14 journalling in the column G has a 'threaded part' entering a nut G15 carried by the slide G and an operating handle G16 carried by a horizontal shaft G17 connected, by means of bevel gears G18, with the shaft G14 serves to rotate these 'shafts, and to raise or lower the slide by this means.
In order to maintain an operative relationship between the workpiece and the mule while grinding the helical surfaces, it is necessary that the workpiece rotates at the same time as it advances axially, and in such a relationship with respect to this. argues that it-produces-a helix having as an angle the desired helical angle. For this purpose the hollow spindle It carries a pinion ± 'cut on it which is meshed with the toothed wheel E2 carried by a shaft E3 parallel to the spindle and located below it.
On the shaft ± 1¯ is located a pinion E4 which meshes with a rack E5 sliding in guides located in the fixed headstock, to move transversely to it.-The terminal outer part of the crankcase. mesh E5 extends above, a fixed support E7 supported by a bracket E8 from the base A. On this support is supported so as to be able to slide longitudi-
EMI3.1
nalemeat a table N 'which is 3set to position on Q' r. , aé 6Qua. by means of an E16 threaded shaft engaged in a nut.
E: Q4: @ ôi! .
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
d.'m'u! j the table while a handwheel N 12 constitutes the means of turning the shaft. E13 is a Guide pivoting around its center, mounted at E14 on the table E9 so as to be adjustable on the latter to different angular positions. Bou-
EMI4.2
lons U 15, provided with .bltes extending through this':; uide and to the end portions thereof, slide in slots E16 in the form of segments and having an inverted T section
EMI4.3
monar, -5es in the table]: 9 and serven, t to maintain by pressure
EMI4.4
the guide in position.
The rack -L-'5 carries a contact at 'te 0 e5alet or heel, 1 fixed on the bar and / 0pODdt1t 4-e the outer part of this bar and is in contact with the L- outer side of the ::'; L1ide 13 ... so when table B and headstock b move back and forth on base A, the contact at
EMI4.5
Roller 1 with guide El..5 activates during the forward movement the rack E5 forcing it to rotate the pinion L4, the shaft, the toothed wheel E2 and the pinion And located on the hollow spindle E. This prints a similar rotation to the inner spindle F and the tip F 'while the head F carried by this spindle is suitable.
EMI4.6
only held against the part so as to rotate it at the same time as it.
During the backward movement of table B a reverse rotation is imparted to the spindle and to the workpiece by the means, described below.
EMI4.7
anrular advancement mechanism.
The helical gears and other helical elements to be ground must be moved relatively in order to cause successive teeth or successive helical surfaces to come into operative contact with the dressed grinding wheel. To this end, the Applicant has provided an angular advancement mechanism which periodically advances by rotation the inner spindle F relative to the hollow spindle E. As
EMI4.8
it has been reproduced) set1'té, the hollow spindle 'E has an advancement disc H which is mounted on it. which can be exchanged and which has notches at its periphery and is fixed in a removable manner to a collar H 'wedged on said pin.
The internal spindle F carry mounted at its rear part., An arm H2 which at its external part carries, in H3 a dog H4
EMI4.9
which pivots on the arm H and which carries a wedge-shaped erot H5 which engages in one of the notches located at the periphery of the disc H. By releasing the lug from the eucoche
EMI4.10
and rotating the arm 112 until this e: r8t comes into coincidence with another notch in which it re-engages, the inner spindle F advances by rotating by a determined amount in advance of the outer hollow pin E.
<Desc / Clms Page number 5>
GAME CATCHING MEANS.
In all the gear trains of a certain number of elements there is inevitably a certain play. Thus if the spindle F turns alternately in opposite directions thanks to the aforementioned mechanism, the play in the mechanism changes the position of the workpiece in relation to the grinding wheel during the backward movement in relation to that which it maintains during the forward movement. Such an effect is prevented, by the Applicant, by maintaining a constant torque on the rotating spindle E which acts in the opposite direction to the movement imparted by the mechanism actuated by the guide E13.
We have shown two forms of means of producing the torque, In one, a pulley I placed on the hollow spindle E supports a cable I 'which extends upwards and passes over a pulley 1 2 and from there extends downwardly being attached at its free end to a counterweight I3. The tension thus produced removes any play in the mechanism between the guide E13 and the spindle E and also constitutes a means of actuation allowing to rotate the spindle in the opposite direction.
The second play take-up means comprises a toothed wheel J meshing with a 'pinion E and' mounted on a shaft J 'parallel to the spindle E. On this spindle is a pinion J2 which is meshed with a rack J3 carried by 'a piston J4 which slides' in a cylinder, hydraulic J. Fluid supplied to this cylinder at a pre-determined pressure exerts, by the mechanism just described, the reverse torque required on spindle E.
OPERATION.
As previously described, it is a practical necessity to dress the wheel to the desired contour while it is in position on the grinding machine in which it is subsequently performing its work. However, the construction of this dressing mechanism is the subject of a separate patent and is not specifically described here. It is only necessary to mention that the 'dressing mechanism can be swapped' with the workpiece in the door = workpiece so that the same helical motion is imparted to either when the table @ advanced..
During such advance the dressing tool is moved manually in an oscillating fashion along the path which it is constrained to describe and which will give the proper shape to the grinding wheel. This shape changes as the grinding wheel wears and is dressed again, as the radius of the grinding wheel is a determining factor in, the shape. Nevertheless, the cross-sectional contour ground in the workpiece is the same regardless of such changes in the me ule.
<Desc / Clms Page number 6>
Assuming read the wheel has been set at the proper angle to the general propeller flange of the surfaces to be ground and assuming this wheel has been dressed. desired shape, the operation takes place as follows: the part is placed between points F ', F2, and is brought towards the head F3 so as to bring one of the helical surfaces to be ground into operative contact with the grinding wheel. To bring the wheel into contact with this surface it may be necessary to rotate the workpiece (or dressing mechanism) to initially bring it into contact with the wheel while table B is stationary.
This can be achieved by turning the handwheel E12 and using the threaded shaft E10 and the nut.
E11 by moving the table E 9 longitudinally on the support
E7. The grinding wheel can then be lowered until it comes into contact with the workpiece. A back-and-forth movement is then imparted to the table B which during its advance in one direction moves the roller or heel E17 the 1006 from the face serving as the cam of the guide E13, thus moving this rack in a transverse direction. on the table and printing, by means of the mechanism described, a movement of / rotation corresponding to the spindle F and to the part connected to this spindle.
This movement is such that it maintains the grinding wheel in operative contact with the helical surface at all points during the axial advance of the part. When the movement of table B is reversed, the grinding wheel is still maintained in operative contact with the surface being molded since all the play has been taken up and the opposing action torque produced either by the cable or by by hydraulic means, forces the E17 roller to remain in close contact with the E13 guide.
This grinding action can be continued with a downward movement of the wheel from time to time until the exact shape is achieved in the workpiece. The angular advancement mechanism is then operated to cause the part to present another helical surface and the operation is repeated.