Machine à tailler des roues dentées La présente invention a pour objet une machine à tailler des roues dentées, comportant un couteau rotatif et une broche porte-ouvrage.
Dans une telle machine, le couteau tourne conti nuellement, un évidement étant ménagé entre la der nière lame et la première lame du couteau ; et un mouvement d'indexage de la pièce s'effectue lorsque l'évidement arrive en regard de la pièce. Habituelle ment, la machine est pourvue d'un chargeur, com prenant un bras serre-pièce monté pour pivoter et pour effectuer aussi un mouvement rectiligne sur la tête porte-ouvrage dans laquelle tourillonne la bro che porte-ouvrage de la machine.
En fonctionne ment, la tête porte-ouvrage reçoit d'abord un mou vement qui l'éloigne du couteau, de manière à assurer la place nécessaire pour le fonctionnement du bras du chargeur ; dès qu'une pièce est terminée, le bras serre-pièce reçoit un mouvement vers l'avant à l'effet de mouvoir ladite pièce dans une direction axiale à l'écart de la broche, puis il reçoit des mouvements de pivotement pour venir successivement à un poste de décharge, puis à un poste où s'effectue la récep tion d'une nouvelle pièce à usiner;
après quoi ledit bras reçoit un mouvement de pivotement pour ame ner une nouvelle pièce à tailler dans l'alignement de la broche, puis un mouvement vers l'arrière, suivant l'axe de la broche, pour charger ou monter ladite pièce sur la broche ; et finalement, la tête porte- ouvrage reçoit un mouvement d'avancement jusqu'à la position de taille.
Le but de la présente invention est de réduire sensiblement la durée de l'opération de chargement et d'accroître ainsi la productivité de la machine.
Suivant l'invention, la machine à tailler des roues dentées comportant un couteau rotatif et une broche porte-ouvrage propre à supporter une pièce à tailler, dans une position telle que la périphérie du couteau soit tangente au fond de l'entredent de la dent à tailler dans la pièce, le couteau comprenant un dis que pourvu à sa périphérie de lames radiales avec un intervalle séparant les dernière et première lames permettant un indexage de la pièce sans interrompre la rotation du disque, un chargeur comportant plu sieurs jeux circonférentiellement espacés de mâchoi res servant à serrer les pièces, ce chargeur tournant, d'une part,
autour d'un axe parallèle à la broche porte-ouvrage et perpendiculaire à l'axe du couteau, afin que lesdits jeux de mâchoires amènent et enlè vent successivement les pièces à une position d'ali gnement avec la broche porte-ouvrage et, d'autre part, effectuant un mouvement de va-et-vient suivant son axe de rotation est caractérisée par le fait que le couteau rotatif présente à sa périphérie, près du sus dit intervalle séparant les dernière et première lames, un évidement destiné à recevoir la pièce lorsque le chargeur occupe sa position avant dans le sens axial.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La<B>hg.</B> 1 est une vue en plan de la machine.
La fig. 2 est une vue de face, selon la ligne 2-2 de la fig. 1 avec arrachement et coupe partiels, de la structure du chargeur à bras et mâchoires.
La fig. 3 est une coupe horizontale partielle sui vant les lignes 3-3 des<B>hg.</B> 2 et 4.
La fig. 4 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne 5-5 de la fig. 3. La fig. 6 est une vue schématique du dispositif mécanique d'entraînement de la machine.
La fig. 7 est une vue de détail, avec coupe ver ticale partielle, du dispositif de commande destiné à régir le fonctionnement d'une goulotte d'alimenta tion en pièces à tailler, et la fig. 8 est une vue de détail, avec coupe par tielle, suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La machine est pourvue d'un bâti 10 présentant des glissières horizontales 11 sur lesquelles coulisse un chariot 12, qui supporte lui-même rotativement une broche verticale 13 portant un dispositif coupant sous forme d'un disque 14 à' la périphérie duquel sont fixées une série de lames coupantes 15, dont la première et la dernière ont été désignées respective ment par 15' et 15". La roue dans laquelle des dents doivent être taillées, et qui est dans ce cas un pignon conique G, est montée sur un arbre dans une position telle que la périphérie du couteau est tangente au fond de l'entredent de la dent à tailler.
Cet arbre est fixé à une broche porte-ouvrage 17 qui est supportée pour tourner dans une tête porte-ouvrage 18, qui est ajustable angulairement autour d'une pointe 19 et d'un chemin circulaire 20 porté par un coulisseau transversal 21. Le coulisseau 21 est ajustable le long de glissières 22 pratiquées dans un socle coulissant 23 qui est parallèle aux glissières 11.
Cc socle cou lisse sur le bâti 10, le long de glissières 24, dans une direction qui est perpendiculaire aux glissières 11 et 22, ce mouvement étant effectué par un piston 25 qui coulisse dans un cylindre 26 fixé au bâti. A l'aide d'une vis de réglage 27, ou peut régler la position du socle coulissant par rapport audit piston dans une direction qui est parallèle à celle des glissières 24.
On voit à la fig. 6 que le disque 14 est entraîné par un moteur 28 monté sur le chariot 12, cette commande étant effectuée par l'intermédiaire d'une poulie 29, de courroies sans fin flexibles 31, d'une poulie 32, d'un arbre 33, d'une poulie 34, de cour roies sans fin 35, d'une poulie 36, d'un embrayage magnétique 37 avec frein, d'un arbre 38, d'un pignon hypoïde 39 et d'une roue dentée 40 qui est calée sur l'arbre du disque 14 et entraînée par le pignon 39.
Pour empêcher le jeu entre les roues dentées 39, 40, il est prévu un pignon conique 41 qui tourne en prise avec la roue dentée 40 et est entraîné à partir de l'arbre 38 par l'intermédiaire de roues dentées droites 42 et 43, d'un arbre 44, d'une roue à denture héli coïdale 45 portée par l'arbre 44 et d'une roue à denture hélicoïdale complémentaire 46 qui est fixée sur l'arbre 47 auquel est fixé le pignon 41.
La roue dentée hélicoïdale 45 n'est pas fixée à l'arbre 44, mais tourne sur cet arbre auquel elle est reliée par un dispositif à ressort 48 qui agit sur une roue dentée conique 49 fixée audit arbre. L'effet du dispositif à ressort 48 est tel que, même en l'absence de forces d'entraînement imposées par le moteur 28, le côté menant de la denture de la roue 40 engrène avec les dents du pignon 39 sous une poussée élastique relativement élevée, alors que le côté mené de la denture engrène avec les dents du pignon conique hélicoïdal 41 avec une poussée élastique du même ordre.
Le dispositif élastique 48, dont le rôle est de supprimer les jeux, peut être disposé de la manière décrite dans le brevet suisse N 349471.
La roue dentée conique 49 engrène avec un pi gnon conique 51 qui est claveté sur un arbre 52 sur lequel est aussi clavetée une large roue dentée 53, dont le rôle est d'actionner des dispositifs effec tuant le mouvement de va-et-vient du chariot portant le disque 14 et d'un dispositif d'indexage de la bro che porte-ouvrage, qui va maintenant être décrit. Les arbres 33, 38, 44, 47 et 52 sont tous supportés de façon rotative par le chariot portant le disque 14.
Le bâti 10 supporte de façon rotative un arbre 54 (fig. 6) auquel est fixée une came cylindrique 55 dont le suiveur 56 communique à un piston de pompe 57 un mouvement de va-et-vient dans son cylindre 58. L'arbre 54 reçoit sa commande de la large roue dentée 53 par l'intermédiaire d'une transmission com prenant un pignon 59, un embrayage à plateaux finement dentés 61, un arbre 62, des roues dentées 63 et 64, un arbre 65, un pignon d'angle 66 et une roue dentée conique 67. Sur la broche 17 est montée une roue menée. 68 qui fait partie d'un mécanisme à croix de Malte et présente une série de fentes ra diales 69 engagées successivement par le maneton de commande 71 d'une roue d'entraînement 72 dudit mécanisme.
La roue 72 est montée sur un arbre 73 auquel est fixé un pignon 74 engrenant avec une crémaillère taillée sur un piston 75 qui coulisse dans un cylindre moteur 76 porté par la tête porte- ouvrage 18. Les chambres de travail opposées des cylindres 58 et 76 communiquent entre elles par des tuyaux flexibles 77 et 78 qui, de même que les cy lindres, sont remplis d'un fluide hydraulique.
La disposition est telle que, à un certain moment de la rotation du disque 14, à savoir au moment où l'in tervalle ménagé entre la dernière (15") et la pre mière (15') des lames coupantes se trouve en regard de la pièce G, la came 55 provoque une course du piston 57 qui, par déplacement de fluide hydraulique, provoque une course du piston 75 et un mouvement angulaire du maneton 71, en faisant ainsi avancer l'organe commandé 69, 68. De cette manière, le mouvement d'indexage de la broche 17 et de la pièce G s'effectue en synchronisme avec la rotation du disque 14. Le mécanisme à croix de Malte est, de préférence, semblable à celui décrit dans le brevet suisse NI 345226.
Une came. réglable 79 est reliée à l'arbre 54 (fig. 6) par un embrayage à dents fines 81 et est inter calée entre deux galets suiveurs de came 82 portés par le chariot 12. Comme représenté, la came 79 présente des surfaces de forme complémentaire qui sont respectivement en contact avec les deux galets. La disposition est telle que la came communique un mouvement de va-et-vient au chariot 12 le long des glissières 11, une fois par tour du disque 14. La roue dentée à large face 53 qui communique au chariot son mouvement de va-et-vient reste en prise avec le pignon 59 pendant toute la durée de ce mouvement.
Des cames 83 et 84, portées par l'arbre 54, action nent des interrupteurs 85 et 86, qui commandent un dispositif compteur (non représenté), ainsi que le moteur 28 et l'embrayage 37 avec frein (de même qu'un moteur de charge, comme il sera décrit plus loin) de sorte qu'à l'achèvement du nombre de cycles (nombre de tours du disque et nombre d'indexages) nécessaires pour tailler toutes les dents de la roue dentée G, la machine s'arrête automatiquement, le disque 14 occupant approximativement la position représentée.
Le chargeur comprend un bâti 87 (fig. 2 et 3) sup porté par un arbre tubulaire 88 qui est destiné à effec tuer à la fois un mouvement de rotation et un mou vement de va-et-vient axial dans la tête porte-ouvrage 18. Sur la tête pivotent quatre paires identiques de mâchoires 89 entrant en prise avec la pièce, chacune de ces paires étant destinée à recevoir une pièce d'une goulotte d'alimentation 90 (fig. 1 et 7) située au poste G1 (fig.
2), puis, après des mouvements d'avance angulaires successifs de 90 chacun, à ame ner la pièce au poste G.,, où ladite pièce est alignée avec la broche porte-ouvrage, ensuite au poste G#, où elle peut être éprouvée par un dispositif non re présenté et, finalement, au poste G.l, d'où elle est éjectée et reçue par une goulotte de décharge 91 (fig. 1). Pour permettre une telle rotation du char geur portant des pièces dans ses divers jeux de mâ choires sans provoquer un mouvement de recul de la tête porte-ouvrage 18, la périphérie du disque 14 est évidée, comme indiqué en 80.
Cet évidement; qui peut être considéré comme un évidement récep teur, est placé près de l'intervalle prévu entre les première et dernière lames coupantes 15' et 15". En considérant que cet évidement constitue un élargis sement de l'intervalle séparant ces lames, on se rend compte que ledit intervalle joue ainsi le double rôle de permettre un mouvement d'indexage d'une dent à la suivante sans cesser la rotation du disque, et de permettre la rotation du chargeur sans avoir à retirer la tête porte-ouvrage. Ainsi, la prévision de cet évidement permet de réduire substantiellement le temps nécessaire au chargement et au déchargement et d'augmenter ainsi la productivité de la machine.
Chacune des paires de mâchoires 89 du chargeur est fixée à un arbre 92 qui tourne dans le bâti 87 et auquel est fixé un bras 93. Comme représenté à la fig. 2, les bras adjacents 93 des paires de mâchoi res adjacentes sont sollicités l'un à l'écart de l'autre par un ressort 94 disposé entre eux, les divers res sorts 94 se combinant ainsi pour solliciter chaque jeu de mâchoires vers la position d'ouverture. Pour fermer les mâchoires et les maintenir fermées, il est prévu pour chaque jeu de mâchoires un poussoir 95 (fig. 2) qui présente des surfaces inclinées dans des sens opposés et entrant respectivement en contact avec des boutons en acier durci 96 portés par les deux bras 93.
Chacun des poussoirs 95 prend appui sur un ressort de compression 97 qui est suffisam ment robuste pour refermer les mâchoires en sur montant la force des ressorts 94. Pour limiter le mou vement des poussoirs 95 vers l'intérieur, chacun d'eux porte à son extrémité intérieure un galet 98 qui entre en contact avec une tige de commande 99 des mâchoires coulissant dans l'arbre tubulaire 88. La tige 99 est destinée à recevoir un mouvement axial mais ne peut pas tourner par rapport à la tête porte-ouvrage 18.
Lorsque la position de cette tige est telle (comme à la fig. 3) que sa portion de faible diamètre 101 se trouve au-dessous des galets 98, les ressorts 97 ferment les mâchoires ; lorsque la tige 99 est déplacée pour obliger les galets à monter sur la surface conique 102 de cette tige, les poussoirs 95 sont déplacés radialement vers l'extérieur dans le bâti 87 à l'effet d'ouvrir les mâchoires ;
et lorsque la portion de grand diamètre 103 de ladite tige arrive au-dessous des galets, les mâchoires sont maintenues ouvertes, à l'exception du jeu des mâchoires situé au poste Q.,,. En effet, comme représenté à la fig. 2, les côtés inférieurs des parties 102 et 103 de la tige 99 sont taillés de manière à constituer une surface hori zontale plate 104, de sorte que le jeu de mâchoires qui se trouve à ce poste reste fermé dans toutes les positions du mouvement axial de la tige 99.
Une autre exception consiste en ce qu'un méplat sem blable mais plus petit, 104', peut être prévu sur une partie de la tige 99 qui est diamétralement opposée au méplat 104, afin que lorsque les mâchoires sont situées au poste Gl, elles ne s'ouvrent que juste assez pour recevoir une pièce, c'est-à-dire que leur degré d'ouverture est légèrement moindre que celui des mâchoires situées aux postes Gz et G.4.
Le chargeur est actionné par un moteur 105 (fig. 6<B>)</B>, qui, par l'intermédiaire d'un engrenage ré ducteur composé de pignons d'angle 106, d'une vis sans fin 107 et d'une roue tangente 108, entraine un arbre 109 qui actionne le chargeur. A cet arbre, qui est supporté de façon rotative par la tête porte- ouvrage 18, sont fixés une came menée 110, une roue 111 servant à actionner le mécanisme à croix de Malte, un distributeur hydraulique rotatif 112 et une came 113 servant à actionner un interrupteur 114 monté dans les circuits électriques de commande des moteurs 28 et 105.
La came 110 présente un chemin 117 destiné à recevoir un galet suiveur 118 porté par une fourchette 119 (fig. 4) qui pivote au tour d'un axe 121 de la tête porte-ouvrage 18. Cha cune des branches de la fourchette 119 supporte de façon pivotante un bloc à coussinet 122 qui est en gagé dans une gorge annulaire du moyeu d'une roue dentée droite 123 fixée à l'arbre tubulaire 88.
La forme du chemin 117 de la came 110 est telle que, au cours de chaque rotation de ladite came, l'arbre 88 reçoit un mouvement d'avance axial, c'est-à-dire est déplacé vers le bas (à la fig. 3) et s'avance vers la gauche (aux fig. 1 et 6) pour amener la roue à tailler à la position G', après quoi, à la suite d'une période de repos, ledit arbre reçoit un mouvement de rappel.
Lorsque la roue 123 est ainsi rappelée, elle engrène avec une crémaillère 124 fixée à la tête 18 à l'effet d'empêcher la rotation de l'ensemble 87, 88, mais lorsque ladite roue avance, elle se dégage de la crémaillère et engrène avec une roue dentée <B>125</B> (fig. 6). Pendant chacune des périodes de repos de l'ensemble 87, 88 dans sa position avancée, la roue 125 reçoit un mouvement de rotation pour faire tourner le chargeur de 900.
A cette fin, la roue 125 est montée de façon rotative sur un arbre fixe 126 et comprend un élément commandé faisant partie d'un mécanisme à croix de Malte présentant des fentes radiales 127 dans lesquelles est destinée à s'engager périodiquement une goupille de commande 128 portée par la roue 111.
Le mécanisme à croix de Malte du chargeur et le mouvement que transmet le chemin 117 de la came 110 sont synchronisés de telle façon que le mouvement d'indexage s'effectue juste au moment où le bâti 87 atteint sa position limite vers l'avant et que, aussitôt le mouvement d'indexage terminé, le chemin 117 oblige le bâti 87 à revenir vers l'arrière.
Pour actionner la tige de commande 99, la came <B>110</B> possède un chemin 129 dans lequel est engagé un galet suiveur 130 porté par une fourchette pivo tante 131 (semblable à la fourchette 119) dans la quelle pivotent des blocs à coussinet 132 (fig. 5). Ces blocs sont engagés dans des rainures rectilignes 133 que présente un collier 134 fixé à la tige 99, de manière à empêcher la rotation de cette tige.
Le chemin 129 reçoit une forme telle, et le mouvement qu'il transmet est synchronisé de manière telle avec le mouvement que transmet le chemin 117, que la tige 99 est avancée pour ouvrir les mâchoires du chargeur des trois postes Gl, G2 et G4 aussitôt que le bâti 87 vient occuper sa position arrière limite sous la commande du chemin 117 et que la tige se trouve rétractée de manière à fermer les mâchoires du chargeur à ces trois postes, juste au moment où le bâti 87 est sur le point d'effectuer son mouvement d'avance à partir de ladite position limite.
La came 113 est synchronisée avec les mouvements que trans mettent les chemins 117 et 129 de manière telle que, aussitôt que le bâti 87 a été ramené à sa posi tion limite arrière et que les mâchoires du chargeur sont ouvertes, ce qui signifie l'achèvement d'un cycle de chargement, l'interrupteur 114 est actionné par la came 113 pour arrêter le moteur 105 et mettre en marche le moteur électrique 28 actionnant le dis que à lames.
La taille de la roue continue alors jus qu'à ce que toutes les dents aient été taillées, après quoi le compteur commandé par l'interrupteur 85 et l'interrupteur 86 agit de manière à désexciter le mo teur 28 et à exciter le frein de l'embrayage 37 pour arrêter le disque 14 dans la position, représentée aux fig. 1 et 6 et effectuer la remise en, marche du moteur 105 du chargeur. Un cycle de chargement succède ainsi automatiquement à chaque cycle de taille, et vice versa.
Le distributeur rotatif 112 est disposé de manière à régir le fonctionnement d'un organe de commande hydraulique (non représenté) qui effectue l'ouverture et la fermeture de la pince portée par l'arbre 16, de manière à contraindre cette pince à serrer ou libérer la pièce à tailler montée sur l'arbre. Le distributeur est synchronisé avec le mou vement que transmet le chemin<B>129</B> de manière telle que la pince de l'arbre 16 effectue le serrage d'une pièce à tailler juste au moment où les mâchoires du chargeur sont sur le point de s'ouvrir, préalablement à l'opération de taille des dents, après quoi la pièce taillée est libérée, une fois terminée l'opération de taille juste après la fermeture des mâchoires.
Lorsqu'il s'agit de tailler des pièces de longueur anormale, telles que des pignons comportant de très longues tiges, il est possible que l'évidement 80 ne soit pas assez grand pour permettre à la pièce de recevoir une avance axiale suffisante pour libérer la tige du mandrin porté par la broche porte-ouvrage. Il est alors nécessaire de retirer la tête 18 avant que commence le chargement.
A cette fin, le distri buteur hydraulique rotatif 112 peut être relié au cylindre 26 de telle manière que, aussitôt que le mo teur 105 est mis en marche après l'achèvement de l'opération de taille du pignon, la pression hydrauli que soit appliquée au piston 25 pour obliger celui-ci à retirer le socle coulissant 23 et que, aussitôt l'opé ration de chargement terminée, et avant que l'inter rupteur 114 arrête le moteur 105, la pression hy draulique soit inversée de manière que le piston fonc tionne afin de faire avancer le socle coulissant 23 pour amener la pièce portée par la broche 17 à la position de taille.
La came<B>110</B> possède un chemin supplémentaire 135 servant à commander le passage de pièces à tailler à l'intérieur de la goulotte 90, vers le poste Gl. Comme représenté aux fig. 7 et 8, l'extrémité inférieure de la goulotte porte un boîtier 136 qui est fixé à la tête porte-ouvrage 18 et est pourvu de coussinets supportant des goujons d'arrêt supérieur 137 et inférieur 138, de manière que ces goujons puissent effectuer un mouvement axial pour arrêter respectivement des pièces à tailler passant à l'inté rieur de la goulotte à des positions désignées par G° et Gv, ainsi que d'une paire de goujons fixes 139 destinés à arrêter et centrer lesdites,
pièces au poste Gl. Le chemin 135 de la came 110 actionne les gou jons 137 et 138 par l'intermédiaire d'une tringlerie qui comprend un levier 140 pivotant en 141 sur la tête 18 et portant un galet suiveur 142 engagé dans le chemin 135. Une bielle 143 pivote en 144 sur le levier 140 et en 145 sur un levier à deux bras 146, qui pivote lui-même en 147 sur la tête 18 et est relié par un assemblage à goujon et fente 148 à une tige 149 qui coulisse axialement dans la tête 18.
Un levier à deux bras 150, monté pour pivoter autour d'un axe 151 sur le boîtier 136, est relié par un assemblage à goujon et fente 152 à la tige 149, et est aussi relié par des assemblages semblables 153 et 154 aux susdits goujons d'arrêt 137 et 138. La disposition est telle que, au cours de chacune des rotations de la came 110, le goujon 137 reçoit un mouvement de recul à partir de la position repré sentée à la fig. 7, et le goujon 138 reçoit simultané ment un mouvement d'avance, en permettant ainsi à une pièce à tailler de tomber du poste Ga au poste Gb, après quoi le goujon 137 avance en même temps que le goujon 138 recule.
Le recul du goujon 138 permet à la pièce qui se trouve au poste Gb d'avan cer à la position G1 (c'est-à-dire de venir buter con tre des goujons d'arrêt 139), où cette pièce est alors reçue par les mâchoires 89. Dans sa position avan cée, le goujon 137 maintient la pièce suivante au poste G. Les mouvements que transmettent les deux chemins 135 et 117 sont synchronisés de telle ma nière qu'une pièce tombe du poste Gb au poste G1 aussitôt que les mâchoires s'ouvrent, après que le bâti 87 a été amené à sa position limite arrière. Ainsi, une fois tombée, la pièce est tenue à la fois par les mâchoires et par les goujons d'arrêt 139.
Pour éjecter des pièces des mâchoires à l'inté rieur de la goulotte de décharge 91, un levier 155 pivote sur la tête 18 en 156, et un ressort 157 solli- cite ce levier dans le sens sinistrorsum (fig. 1) autour de son pivot. Lorsque le bâti 87 reçoit un mouve ment de recul, c'est-à-dire un mouvement vers le haut et vers la droite à la fig. 1, la pièce située au poste G4 agit à la façon d'une came sur le levier pour le faire tourner dans le sens dextrorsum autour de son, pivot 156, en comprimant ainsi le ressort 157.
Après l'ouverture subséquente des mâchoires, le ressort se détend en faisant ainsi mouvoir le levier dans le sens sinistrorsum, la pièce taillée étant alors éjectée dans la goulotte 91.