Machine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques La présente invention a pour objet une ma chine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques, au moyen d'au moins un outil qui, au cours de la coupe, se déplace approximati vement dans la direction de la racine et sur toute la largeur de la dent à tailler.
Les machines de ce genre doivent être pourvues d'un mécanisme qui supprime le con tact de l'outil avec la pièce pendant la course à vide ou de retour dudit outil. Dans de nom breux cas, il est aussi désirable, pendant la course de travail, d'effectuer un léger mouve ment en profondeur de l'outil par rapport à la surface dentée à tailler, à l'effet de bomber lé gèrement la dent et, par ce moyen, de localiser sa portée ou zone de contact avec les dents con juguées.
A cette fin, des mécanismes ont aussi antérieurement été prévus qui permettent de faire mouvoir un outil alternativement vers l'ex térieur et vers l'intérieur, dans une direction perpendiculaire au mouvement de taille de l'ou til, lorsque celui-ci se rapproche et s'écarte par rapport au milieu de sa course de travail.
La machine, objet de la présente invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un support de pièce, un support d'outil et au moins un dispositif porte-outil monté sur ledit sup- port d'outil et servant à déplacer au moins un outil de coupe suivant une orbite approximati- vement elliptique située dans un plan approxi mativement parallèle à la surface du flanc de la dent destinée à être taillée par l'outil, ledit dispositif occupant sur le support de l'outil une position telle que le mouvement de l'outil s'ef fectue dans la direction du grand axe de ladite orbite lorsque ledit outil est, au moins approxi mativement, aux points médians de ses cour ses de taille et de retour.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention. Dans ce dessin la fig. 1 est une vue de face de la machine entière la fig. 2 est une vue partielle, en élévation, prise à angle droit par rapport à la fig. 1 et re présentant la partie de la machine qui supporte les outils, un de ceux-ci et une partie de son support étant enlevés ; la fig. 3 est une coupe verticale par la ligne 3-3 de la fig. 2 ;
La fig. 4 est une vue partielle représentant un outil et son support à éléments articulés, cette-vue étant prise dans le plan du mouve ment orbital de l'outil ; la fig. 5 .est un détail en coupe par la ligne 5-5 de la fig. 3 ; la fig. 6 est une représentation schémati que des transmissions de la machine.
Le. dessin représente une machine à tailler les flancs et faces de dents de pignons coniques à dents droites ou à dents obliques. Cette ma chine comprend un bâti 10, sur lequel un pla teau 11 est monté pour tourner autour d'un axe horizontal- 12.
Sur ce plateau 11 sont montés les supports 13 des-outils de coupe 14, lesquels supports se meuvent en décrivant des orbites approximativement elliptiques, leur mouvement pendant la course de travail étant principale ment dans le sens radial par rapport à l'axe 12, de sorte que les surfaces de coupe décrites par les arêtes de coupe latérales 15 (fig. 2, 3 et 4) des outils représentent les surfaces des dents d'un engrenage générateur imaginaire, dont l'axe coïncide avec l'axe 12 du plateau et qui engrène avec l'ébauche à tailler G, laquelle -tourne autour d'un axe horizontal 16 qui coupe l'axe 12 suivant un angle qui dépend de l'an gle de conicité du pignon à tailler.
Le porte-ébauche comprend un chariot 17 qui est ajustable et mobile sur le bâti 10 dans la direction de l'axe 12 ; un socle pivotant 18 ajustable angulairement sur le chariot 17 au tour d'un axe vertical 19 qui coupe l'axe 12, à, ou près de, l'intersection de cet axe avec l'axe 16 de l'ébauche, lorsque ledit chariot 17 est en position de taille; une tête porte-ébau che 21 ajustable sur le socle pivotant 18 dans une direction parallèle à l'axe 16 de l'ébauche ; une broche 22 qui est montée dans la tête 21 pour tourner autour de l'axe 16. Grâce aux di vers- réglages mentionnés, l'ébauche à tailler peut être amenée à la position désirée pour être taillée par les outils 14.
Le mécanisme de support et de commande des outils, représenté aux fig. 2, 3 et 4 com prend, montées sur le plateau 11 supporté dé façon rotative par le bâti à l'aide de deux rou- léments à galets 23, deux plaques 24 qui ser- vent à régler l'angle des dents et sont guidées de manière à pouvoir être ajustées sur ledit pla teau, autour de l'axe 12, par une pièce cen trale 25, présentant un rebord annulaire enga gé dans des rainures arquées des plaques.
On peut effectuer le réglage à l'aide d'un tendeur 26 (fig. 2) après avoir desserré les boulons de blocage 27 et 28, dont les têtes sont retenues dans des rainures arquées de section en T, du plateau 11. Des plaques graduées 29 indiquent l'angle de réglage à partir d'une position zéro déterminée.
Le long de chacune des plaques 24. est montée de façon ajustable une plaque de ré glage de distance de .cône 30, chacune des deux plaques 30 portant une languette de guidage 31 (fig. 3) coulissant dans une rainure de la plaque 24. On peut effectuer un tel réglage en faisant tourner une vis 32 après avoir desserré les boulons de blocage 28 et 33. La vis 32 est montée de façon rotative dans la plaque 24 et se visse dans un écrou ancré dans la plaque 30. Comme représenté, chacun des boulons 28 tra verse une fente rectiligne de la plaque 30 cor respondante, alors que les têtes des boulons 33 sont retenues dans des rainures de section en T, de la plaque 24.
L'amplitude de ce réglage rec- tiligne est indiquée par des plaques graduées 34.
Chaque porte-outil 13 est ajustable sur chacune des plaques 30 le long d'une languette de guidage 35 engagée dans une rainure com plémentaire (non représentée) du porte-outil. On peut effectuer ce réglage, après avoir des serré le boulon de blocage 36, en faisant tour ner une vis de réglage 37 qui tourne dans le support et se visse dans un écrou ancré dans la plaque. Des échelles 38 indiquent l'ampli tude de ce réglage, qui est en outre facilité par un cadran gradué 39 fixé à la vis de réglage.
Ce réglage permet de modifier l'espacement des outils, qui détermine la largeur de la saignée ou creux de dent taillé dans la pièce. De plus, grâce à ce réglage, les outils peuvent être ame nés soit à des positions symétriques par rap port à l'axe 12 du plateau, pour le taillage de pignons coniques à dents droites, soit à des positions dissymétriques, pour le taillage de pignons coniques à dents obliques. Chacun des outils 14 est porté par un bras 40 destiné à recevoir un mouvement de pivo tement sur son support 13 à l'aide d'une biel- lette articulée 41.
Cette biellette 41 est articu lée au bras 40 à l'aide d'un axe-boulon 42 et de roulements à billes 43. Elle est articulée à une console 44 à l'aide d'un axe-boulon 45 et de roulements à billes (non représentés) sem blables aux roulements 43. La console 44 est ajustable sur le support 13 autour de l'axe 46 d'une broche de commande d'outil 47 et, à cette fin, est pourvue d'une languette engagée dans une rainure arquée de section en T 48, du support. Un écrou 49; vissé sur un boulon dont la tête est ancrée dans la rainure 48, blo que la console au support. La broche 47 est supportée de façon rotative par le support 13 à l'aide de roulements à billes 50.
Avec cette broche tourne en un même ensemble un tou rillon excentrique 51, qui est monté de façon rotative dans le bras 40 à l'aide de roulements à billes 52. Comme représenté aux fig. 3 et 4, les chemins intérieurs des roulements sont fixés sur le tourillon 51 par une vis et une rondelle et les roulements sont recouverts par une pla que supérieure 53 fixée au bras 40.
La disposition qui vient d'être décrite est telle que, lorsque la broche 47 tourne, en en traînant le tourillon excentrique 51 autour de l'axe 46, l'outil 14 décrit une orbite approxima tivement elliptique, indiquée en 54 à la fig. 4. Dans cette action, la biellette 41 se comporte à la façon d'un point d'appui mobile qui est libre de se mouvoir suivant un arc s'étendant approximativement dans la direction du petit axe de l'orbite elliptique 54 et, comme l'outil est situé à une distance dudit point d'appui qui est supérieure à celle séparant le tourillon excentrique de ce point,
le mouvement dé l'outil dans la direction du grand axe de l'or bite est plus grand (il est approximativement le double) que le diamètre du cercle d'excentricité du tourillon 51.
L'orbite -résultant de cette liaison d'élé ments articulés de commande de l'outil est ap proximativement elliptique, du fait qu'elle est dissymétrique à la fois par rapport à son grand axe et par rapport à son petit axe; c'est-à-dire que ce n'est pas une véritable ellipse. Toute fois, la forme exacte de l'orbite ne présente pas d'importance particulière, car toute figure ayant approximativement la forme d'une ellipse, c'est-à-dire qui est une courbe fermée régu lière dont le grand axe est nettement plus grand que le petit, convient pour la machine décrite ci-après.
Comme représenté à la fig. 4, la courbure de la portion de l'orbite le long de laquelle s'effectue la taille est relativement fai ble, alors que la courbure de portion suivante est beaucoup plus grande, de sorte que, à l'achèvement de la course de travail, l'outil s'écarte rapidement de la pièce. Ceci permet le taillage de pignons G pourvus de moyeux qui limitent la course totale de l'outil.
On peut faire varier la direction du grand axe de l'orbite en réglant la position de la con sole 44 le long de la rainure 48. Ceci a pour effet de faire pivoter les pièces 44, 41; 40 au tour de l'axe 46. Grâce à ce réglage; on peut faire en sorte que la direction du mouvement qu'effectue l'outil 14, lorsqu'il est au milieu de sa course de travail, soit ou bien perpendicu laire à l'axe du plateau 11, ou bien inclinée d'un angle désiré sur la perpendiculaire. Ce ré glage permet aux outils de. coupe de repro duire une dent d'un engrenage générateur qui est soit une couronne dentée, soit un pignon d'angle à denture intérieure ou extérieure.
Il permet par suite, de tailler des roues et pi gnons coniques hélicoïdaux qui engrènent con venablement avec des engrenages non engen drés, ainsi que, en faisant tourner le plateau dans un rapport de 1 : 1 par rapport à la ro tation de la broche porte-pièce, de tailler des roues dentées non engendrées. En outre ce ré glage fournit un moyen de modifier légère ment la forme des dents pour obtenir la portée ou surface de contact désirée de la dent.
On peut faire varier les dimensions de l'or bite en réglant l'excentricité du tourillon 51 par rapport à l'axe 46. A cette fin, la broche 47 présente un alésage excentré par rapport à l'axe 46 et dans lequel tourillonne un arbre 55 qui fait corps avec le tourillon 51, cet arbre étant excentré par rapport audit tourillon. Sur l'extrémité extérieure de l'arbre 55 est monté par rainures et languettes, un organe d'em brayage à griffes 56 en prise avec les dents ou griffes pratiquées sur la face extrême adjacente de la broche.
Après desserrage d'un écrou de retenue 57, on peut dégager l'organe 56 de la broche et faire tourner l'arbre à l'intérieur de la broche, ce qui fait pivoter le. tourillon 51 de l'excentricité désirée par rapport à l'axe de la broche.
En se reportant à la fig. 3, on voit que les mouvements de dégagement des outils, qui per mettent à ceux-ci de se tenir écartés de la pièce pendant leurs courses à vide, s'effectuent dans une direction perpendiculaire aux axes 46 des broches. Ainsi, les mouvements de dégagement des deux outils s'effectuent dans des directions qui sont inclinées dans des sens opposés par rapport au plan de symétrie des outils, c'est-à- dire que, à la fig. 3, le plan contenant l'axe 12 du plateau est perpendiculaire au plan de la figure.
Ainsi, le mouvement de dégagement de chaque outil éloigne cet outil de la trajectoire de coupe de l'autre outil.
Chacun des outils de coupe 14 comprend, de préférence, un disque biseauté qui est en taillé de manière à constituer une face de coupe antérieure possédant des angles d'attaque et de dégagement appropriés. L'intersection de cette face de coupe avec la surface périphérique du disque constitue l'arête de coupe antérieure de l'outil, alors que l'intersection de la face de coupe avec la surface conique 58 tournée vers le bras 40 constitue l'arête de coupe latérale de la dent.
Dans 'la construction particulière représentée à la fig. 4, le point dé coupe de l'outil, c'est-à-dire l'intersection de l'arête de coupe latérale et de l'arête de coupe antérieure ou de pointe, est disposé dans le plan commun des axes de l'axe-boulon 42 et du tourillon excentré 51, alors que l'axe du disque est quel que peu déporté par rapport à ce plan. L'arête de coupe 15 est déportée par rapport à l'axe du disque de manière à assurer un dégagement approprié pour l'outil à -l'arrière de ladite arête.
Par conséquent, pour rendre cette arête rectili gne, il est nécessaire de donner au profil, en section axiale, de la surface conique 58 une forme légèrement concave, dont la forme pré- cise pourra facilement être déterminée par l'homme du métier.
Chacun des outils discoïdes 14 possède un moyeu cylindrique central qui s'embo?te dans un àlésage du bras correspondant 40, et un trou axial taraudé dans lequel se visse une vis de .blocage 59. On réaffute l'outil en le dé tachant de son bras et en le meulant à l'ar rière de sa face coupante. Lors de son remon tage, il est nécessaire de l'ajuster autour de l'axe de la vis 59, de préférence avec l'aide d'un calibre approprié monté sur le bras, afin d'amener le point de coupe à sa position de travail précise.
On effectue ce réglage en fai sant tourner le disque à l'aide d'une vis sans fin 61 qui tourne dans un alésage 62 du bras et engrène avec une série de dents taillées sur la face intérieure du disque. Une fois le ré glage terminé, on resserre la vis 59 et l'on serre des tampons filetés 63 (fig. 5) vissés dans les extrémités de l'alésage 62, de manière à bloquer la vis sans fin en verrouillant ainsi fer mement l'outil discoïde pour l'empêcher de tourner autour de son propre axe sous l'action des efforts résultant de l'action de coupe.
Comme représenté à la fig. 5, les tampons file tés présentent chacun .une ouverture destinée à recevoir une clé de manaeuvre, chacune des- dites ouvertures traversant entièrement le tam pon et étant plus grande que l'ouverture que présente intérieurement la vis sans fin 61, de sorte qu'il suffit de desserrer légèrement un des tampons pour pouvoir faire tourner la vis sans fin à l'aide d'une clé non représentée.
Si l'angle A (fig. 3) entre l'axe 46 de la broche et l'arête de coupe 15 est exactement un angle droit, l'arête effectuera bien entendu le taillage dans un plan perpendiculaire à l'axe et les surfaces taillées par l'outil dans les, dents seront droites d'une extrémité à l'autre. Toute fois, on donne à cet angle A une valeur un peu plus petite qu'un angle droit, (par exemple 88ç,), ce quia comme résultat que, pendant sa course de travail, l'arête de coupe 15 dé crit une surface de coupe légèrement concave. Il en résulte que les surfaces taillées sur les dents par l'arête de coupe sont légèrement bom bées d'une extrémité à l'autre, ce -qui localise la zone de contact des dents avec celle des dents complémentaires.
Ceci est vrai indépen damment du point de savoir si les dents ont ou non été taillées avec un mouvement généra teur, c'est-à-dire un mouvement de roulement relatif du plateau et de la pièce autour de leurs axes respectifs 12 et 16.
Le mécanisme d'entraînement de la ma chine et, plus spécialement des outils, est re présenté aux fig. 3 et 6. La force motrice est dérivée d'un moteur 64 et transmise par l'in termédiaire d'un arbre 65, de pignons d'angle 66, d'un arbre de commande principal 67 et d'un train d'engrenages de changement de la vitesse de coupe 68,à un arbre 69 qui tourne autour de l'axe 12 du plateau dans des roule ments à billes 71 supportés par une douille 72 faisant partie du plateau. Avec l'arbre 69 fait corps un pignon de commande 73 servant à entraîner des roues dentées 74 fixées sur des arbres 75.
Ces arbres sont supportés de façon rotative par des roulements à billes 76 mon tés dans des consoles 77, elles-mêmes montées pour pivoter autour de l'axe 12 sur la pièce centrale 25 et de la douille 72. Chacun des arbres 75 est assemblé par rainures et lan guettes avec une douille 78 sur laquelle est clavetée une roue dentée conique 79 servant à entraîner un pignon 81 fixé à un arbre 82.
Chacune des douilles 78 tourne, par des roulements à billes 83, dans une console 84 qui porte une partie tubulaire pouvant tour ner dans un prolongement tubulaire du porte- outil correspondant 13. Comme représenté à la fig. 3, les plaques 24 et 30 sont percées d'ouvertures à travers lesquelles sont engagées ces parties tubulaires.
Deux minces plaques 85, présentant chacune une ouverture circulaire permettant le passage d'un des porte-outil 13 à prolongement tubulaire, coulissent dans des dépressions peu profondes usinées dans la face antérieure des plaques 30, le rôle desdites pla ques minces étant de fermer les ouvertures sus mentionnées des plaques 24 et 30, quelle que soit la position de réglage des porte-outil. Chacun des arbres 82 est monté dans des rou lements à billes 86 à l'intérieur de la partie tu bulaire de sa console 84 ; et, à l'extrémité avant de chacun desdits arbres, est fixé un pignon conique 87 servant à entraîner une couronne dentée conique 88 calée sur la broche 47 d'en traînement de l'outil.
Une des roues dentées co niques, à savoir celle située le plus bas à la fig. 3, est clavetée directement sur sa broche, alors que l'autre est clavetée sur une douille 89 qui est fixée à la broche par un organe d'em brayage à face de bout dentée 91, dont les dents engrènent avec des dents portées par la face extrême extérieure de la douille.
L'organe d'embrayage. 91 est claveté sur la broche mais peut être déplacé axialement pour permettre de régler la position angulaire relative de la couronne dentée supérieure 88 et de l'excentrique 51 correspondant, après desserrage d'un écrou de blocage 92. Le rôle de ce réglage est de permettre aux deux tou rillons excentrés 51 d'être amenés en opposi tion de phases, afin qu'un des outils 14 puisse être au milieu de sa course de travail lorsque l'autre outil est au milieu de sa course de re tour. Un tel réglage est nécessaire parce que, en raison de la présence du couple d'engrenages 73, 74, le réglage angulaire des plaques 24 autour de l'axe 12 a pour effet de modifier la relation de phase angulaire des deux couronnes dentées 8.8.
La force motrice destinée à l'entraînement de la broche porte-pièce 22 est dérivée<B>de</B> l'arbre-moteur principal 67, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages à rapport de vitesse variable 93 qui détermine la vitesse des mou vements de génération de la machine, d'un ar bre 94, de pignons d'angle 95, d'un arbre 96, de pignons d'angle 97, d'un arbre supérieur 98, de pignons d'angle 99 (dont l'un est claveté pour coulisser sur l'arbre 98), d'un arbre téles copique 100, de pignons d'angle 101, d'un train d'engrenages à rapport de vitesse va riable 102 qui détermine l'angle de rotation de la broche porte pièce pour chacune des os cillations du plateau 11, d'un arbre 103 et de pignons d'angle 104.
La force motrice action nant le plateau est dérivée de l'arbre 96 par l'intermédiaire de pignons d'angle 105 et d'un arbre 106 actionnant une came 107 qui, par l'intermédiaire d'un levier de longueur régla- blé 108 et d'une bielle 109, articulée à la fois au levier et au plateau, imprime à celui-ci une rotation de l'angle désiré autour de son axe 12 à chaque tour complet de l'arbre 106. La came 107, le levier 108 et la bielle 109 sont dispo sés, par rapport au plateau, de façon que, pen dant que les outils 14 effectuent le taillage, 1e mouvement angulaire du plateau, au moins dans un des sens, soit dans un rapport de vi tesse constant ou approximativement constant avec la rotation du train d'engrenages menant la broche 22.
Si on.le désire, plusieurs cames interchangeables différentes 107 peuvent être prévues, chacune d'elles étant correspondante à une gamme déterminée d'angles d'oscillation du plateau 11.
Sur l'arbre 106 sont aussi montées une came d'avance 111, une came à mouvement hélicoïdal 112 et une came d'arrêt automati que 113. La came d'avance a pour rôle de faire avancer le chariot 17 vers l'intérieur, par l'intermédiaire d'un dispositif non représenté, pour amener la pièce à la position qui convient pour le taillage, au début ou avant le début du roulement de taille du plateau, et de le faire ensuite reculer vers l'extérieur de manière à dégager la pièce pour qu'elle soit écartée des outils pendant le roulement de retour du pla teau.
La came 'a mouvement hélicoïdal peut être utilisée, si on le désire, pour communiquer au chariot 17 un mouvement de faible ampli tude -vers l'intérieur ou vers l'extérieur pendant le roulement générateur, afin de modifier les surfaces des dents, par exemple par le chan gement de l'angle de pression s'.exerçant sur les flancs et faces opposés desdites dents, en vue de corriger une mauvaise portée des dents. Le mécanisme actionné par la came à mouvement hélicoïdal peut être de tout type connu de l'homme du métier.
La came 113 peut action ner un mécanisme non représenté servant à provoquer l'arrêt automatique du moteur 64 lorsque toutes les dents de la pièce G ont été taillées. Ainsi qu'il est bien connu dans la tech nique de taille des engrenages, la came 111 peut être reliée au chariot 17, par l'intermé diaire d'un vérin hydraulique, de telle manière que, en actionnant le levier de manceuvre 114 d'un organe de distribution (fig. 1), on puisse communiquer audit coulisseau un mouvement de retrait plus accentué dans le but d'effectuer le montage ou le démontage d'une pièce à tail ler.
Les transmissions de mouvement représen tées à la fig. 6 assurent en succession continue les déplacements repérés de la pièce, la broche porte-pièce 22 tournant continuellement dans un des sens. pendant que le plateau 11 tourne alternativement dans un sens et en sens inverse. Toutefois, ainsi qu'il est évident pour l'homme du métier, on peut utiliser un mécanisme divi seur intermittent dans lequel la transmission motrice s'inverse avec le plateau et dans lequel la broche porte-pièce effectue un pas par rap port à ladite transmission une fois par cycle de génération.
La machine peut être une machine qui effectue la taille au profil de dent désiré par d'autres moyens que par génération et dans laquelle aucun mouvement relatif n'a lieu entre le porte-outil 13 et la pièce pendant la taille d'une ou d'une paire de dents excepté, si on le désire, un mouvement d'avance en profondeur.