Machine à tailler des roues dentées La présente invention a pour objet une machine à tailler des roues dentées, par exemple des roues dentées hélicoïdales, droites et coniques et, notam ment, les pignons, n'ayant qu'une ou un petit nombre de dents, par le procédé d'avance intermittente pas à pas.
L'invention a pour but de fournir une machine capable de produire des pignons de qualité supérieure d'un nombre usuel de dents, c'est-à-dire cinq ou plus, et aussi des pignons n'ayant qu'un petit nombre de dents, à savoir d'une à quatre dents.
La machine à tailler des roues dentées à avance intermittente pas à pas selon l'invention, comprenant un berceau rotatif, une broche porte-outil et une broche porte-ébauche dont l'une est portée par le berceau, un train d'engrenage pour la taille accou plant le berceau et la broche porte-ébauche pour les faire tourner simultanément autour de leurs axes res pectifs dans un rapport de vitesses prédéterminé, une commande pas à pas pour la broche porte-ébauche pouvant être accouplée à ce train d'engrenage par un mécanisme différentiel faisant partie dudit train d'engrenage,
des roues dentées dans ce train d'en grenage pour changer le rapport des rotations entre le berceau et le mécanisme différentiel, et une pre mière commande par moteur réversible pour entraî ner ce train en un point de celui-ci situé entre le berceau et les roues dentées de changement de rap port, est caractérisée par une seconde commande par moteur réversible pour entraîner ce train en un point de celui-ci situé entre le mécanisme différentiel et les roues dentées de changement de rapport.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine à tailler des roues dentées objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective de cette forme d'exécution. La fig. 2 est un schéma d'ensemble des comman des de la machine.
La fig. 3 est une vue en plan par en desséus du mécanisme pour effectuer l'avance et le retrait relatifs entre l'outil de coupe et l'ébauche.
La fig. 4 -montre, en élévation, un pignon pré sentant un seul intervalle entre- dents, conçu pour être taillé sur la machine, et un segment denté à une dent engrenant avec ce pignon.
La fig: 5 est un diagramme montrant le rapport variable entre les vitesses du pignon et du segment denté, et le rapport entre la taille du pignon et le fonctionnement du mécanisme d'avance de la ma chine, et la fig. 6 est un schéma du circuit électrique de la machine.
Comme on voit à la fig. 1, la machine comprend un bâti 10 sur lequel un berceau 11 est monté pour tourner autour d'un axe horizontal 12 et supporte une broche porte-outil 13 (fi-, 2) qui tourne dans le berceau autour d'un axe 14. Grâce à une série de réglages, on peut amener l'axe 14 en position paral lèle, angulaire ou oblique par rapport à l'axe 12. Un outil de coupe monté sur la broche 13 est conçu pour tailler un ou les deux flancs de la ou des dents sur une ébauche W montée sur une broche porte- pièce 15.
Cette broche 15 tourne autour d'un axe 16 dans une tête porte-ébauche 17 qui est réglable ver ticalement (comme indiqué par la flèche 18) sur un montant 19 qui est, de son côté, réglable horizonta lement (flèche 2.0) sur un socle 21 réglable angu- lairement (comme indiqué par la flèche 22) sur un chariot coulissant 23; autour d'un axe vertical 24 qui coupe perpendiculairement les deux axes 12 et 16.
Le chariot coulissant est réglable et mobile, pendant le fonctionnement de la machine, sur le bâti 10, en direction horizontale (flèche 25), - parallèlement à l'axe 12 du berceau. Grâce à ces divers réglages, on a la possibilité d'amener l'ébauche- W dans la posi tion désirée autour de cet axe et par rapport à l'outil de coupe C.
A la fig. 2., on voit que la broche porte-outil 13 est entraînée par un moteur principal 26 par l'inter médiaire de pignons d'angle 27, de roues dentées 28, de roues de changement de vitesse 29 et de roues dentées 31 dont l'agencement est tel qu'elles permet tent de procéder aux réglages précitési- de la broche 13 sur le berceau 11. Ce dernier est relié à la broche porte-ébauche par un train de taille qui est schéma tisé à la fig. 2 par le trait mixte épais 30.
Ce train comprend une couronne dentée 33 sur le berceau et un pignon d'entraînement 34 pour cette couronne, un arbre 35, des roues dentées 36 et 37-, un méca nisme différentiel comprenant des roues dentées 38, 39 et 40 dont la roue latérale 38 est accouplée à la roue dentée adjacente 37 et la roue dentée latérale 40 est calée sur l'arbre 41, des roues dentées 42 de changement de rapport de rotations, un arbre 43, un mécanisme différentiel comprenant des roues dentées 44, 45 et 46 dont la roue dentée latérale 44 est calée sur l'arbre 43, des pignons d'angle 47 dont l'un est d'une seule pièce avec la roue dentée latérale 46, des pignons d'angle 48,
un arbre télescopique hori zontal, en porte à faux 49 (voir également la fig. 1), des pignons d'angle 51, un arbre télescopique vertical 52, des pignons d'angle 53, des roues dentées de changement d'avance pas à pas 54, un pignon 55 engrené avec une denture 56 sur la broche 15. Les mécanismes différentiels ont pour but d'introduire des mouvements supplémentaires dans le train de taille. Le mécanisme 38, 39, 40,a pour but de modifier le rapport de rotations entre la broche porte-ébauche et le mécanisme 44, 45, 46 pour l'avance pas à pas de la broche porte-ébauche.
L'entraînement du train de taille peut être effec tué, comme dans les machines classiques, par le mo teur principal 2.6 agissant par l'intermédiaire d'un tambour à came à rotation unidirectionnelle 57 pré sentant une rainure-came 58 (fig. 3) pour l'entraîne ment du train de taille alternativement dans un sens et dans l'autre.
Le tambour à came est entiaîné par les roues dentées 29 précédemment mentionnées, par l'intermédiaire des roues dentées de changement d'avance 59 et des roues dentées 61 à rapport de dé multiplication fixe, des arbres en ligne 62, des roues dentées 63, d'un arbre 64, des roues dentées 65 et 66, d'un pignon 67 et une roue dentée 68 sur la came à tambour. Un galet 69 se déplaçant dans la rainure-came 68 est porté par un secteur denté 70 pivoté en 71 sur le bâti 10, de sorte que, pour cha que révolution complète de la came, le secteur effec tue une oscillation autour de son pivot.
Ce mouve ment est transmis au train de taille par un pignon 72 engrené avec le secteur des roues dentées 73, des roues dentées de changement. d'angle de rotation 74, et des roues dentées 75 dont l'une est calée sur l'arbre 35. L'avance pas à pas de la broche porte-ébauche, entre les positions de taille des dents successives ou des intervalles entre les dents successives, est effec tuée par une commande intermittente dont le mouve ment est transmis par l'arbre 64 au support du mé canisme planétaire différentiel 45.
Cette commande comprend des pignons d'angle 76 et 77, un arbre télescopique 78, un mécanisme à croix de Malte 79, à roue menée 81, une roue dentée 82 et une roue dentée 83, cette dernière étant clavetée au support du mécanisme planétaire différentiel. Ce mécanisme d'avance pas à pas est agencé pour avancer angulai- rement la broche porte-ébauche une fois à chaque révolution de la came 57.
Une came (non représen tée au dessin) est prévue de préférence, pour impri mer à l'élément menant 79 du mécanisme à croix de Malte un déplacement axial pour l'amener en prise ou le mettre hors de prise avec la roue menée 81, ce qui permet à cet élément menant d'effectuer un cer tain nombre de tours pendant chaque cycle de taille d'une dent, tandis que la roue 81 n'effectue qu'une demi-révolution et que la roue 83 effectue une seule révolution.
Pendant chaque mouvement pas à pas, l'élément menant 79 du mécanisme à croix de Malte déplace la roue menée 81 en accélérant de sa posi tion de repos jusqu'à sa vitesse maximale et en ralen tissant ensuite jusqu'à sa position de repos.
Pour modifier ou faire varier le rapport de rota tions, pendant la taille de l'ébauche, une commande par came est prévue pour le support du mécanisme planétaire différentiel 39. La came de changement de rapport de rotations, désignée par 84, est entraînée par l'arbre 41 du train de taille par l'intermédiaire des pignons coniques 85, des roues dentées de chan gement de vitesse 86, et d'un ensemble vis sans fin et roue tangente 87. La came imprime un mouvement alternatif à une crémaillère 88 pour faire osciller un pignon 89 engrené avec cette crémaillère.
Ce mou vement oscillant est transmis au support du méca nisme planétaire différentiel 39, par des roues den tées 90. Dans le cas où le changement de rapport de rotations n'est pas requis pour les roues dentées à tailler, la dernière des roues 86 de changement de rapport de rotation est remplacée par un dispositif de serrage qui empêche l'arbre de la vis sans fin 87 de tourner.
Pour tailler des pignons ayant un nombre de dents usuel, lorsque la broche porte-ébauche ne doit tourner que d'un angle qui n'est que de plusieurs fois supérieur à celui du déplacement angulaire du ber ceau, la commande décrite ci-dessus est satisfaisante étant donné qu'il existe une démultiplication globale de l'arbre d'entraînement 35 du train d'engrenage de taille à la broche porte-ébauche 15.
Par contre, lorsqu'il s'agit de tailler des pignons n'ayant qu'un petit nombre de dents, par exemple pour des entraî nements à rapport de réduction élevée, la broche porte-ébauche doit tourner d'un angle qui est un multiple important de l'angle de rotation du berceau, de sorte que la démultiplication requise est impor- tante.
Dans une machine classique, les engrenages à rapport de transmission fixe sont conçus de façon que le rapport d'entraînement final du berceau (des roues dentées 34, 33) réalise une réduction de 30 : 1, que le rapport d'entraînement final de la broche porte-pièce (des roues dentées 55, 56) réalise une ré duction de 45 : 1, et que les roues dentées de chan gement du rapport de rotations 42 soient déterminées par la formule
EMI0003.0000
tandis que les roues. dentées d'avance pas à pas sont déterminées par la formule
EMI0003.0001
dans lesquelles NC représente le nombre de dents d'une roue dentée de taille (matérialisée par l'outil de coupe sur le berceau) et N représente le nombre de dents du pignon à tailler.
C'est ainsi que, pour tailler un pignon à dix dents destiné à engrener avec une roue non taillée de trente-neuf dents, le rapport des roues dentées 42 (de l'arbre 41 à l'arbre 43) doit être de 39 : 50, tandis que celui des roues dentées 54 de changement d'avance pas à pas doit être de 22,5 : 10, ce dernier rapport ne constituant qu'une multiplication relativement faible, mais parfai tement satisfaisante par suite de la réduction finale réalisée par les roues dentées 55 et 56.
Toutefois, lorsque le pignon à tailler n'a que deux dents, les roues dentées 54 doivent fournir un rapport de mul tiplication de 22,5 : 2, cette multiplication étant assez importante pour donner lieu à des irrégularités dans la commande ayant pour conséquence une mauvaise qualité de pignons obtenus.
Afin d'éviter la nécessité d'un rapport de multi plication trop important, en particulier dans les roues dentées d'avance pas à pas 54, le mécanisme d'avance pas à pas est modifié pour faire tourner la roue dentée 83 (et le support du mécanisme différentiel 45) de trois révolutions complètes au cours de chaque cycle de taille de dent, alors que, dans une machine classique la roue 83 n'effectue qu'une révolution. 11 en résulte que le rapport des roues dentées 42 est de
EMI0003.0014
et que le rapport des roues.
d'avance pas à pas n'est plus que de
EMI0003.0015
ce qui signifie que, dans le cas le plus rigoureux (pignon à deux dents) les roues dentées d'avance pas à pas n'ont qu'un rapport de
EMI0003.0017
De plus, pour empêcher la nécessité d'un rapport de multiplication élevé dans l'ensemble du train de taille, celui-ci comprend une commande au xiliaire située en un point beaucoup plus rapproché de la broche porte-ébauche que dans les machines classiques.
Cette commande comprend un moteur électrique 91 réversible, à vitesse réglable, agencé pour tourner en avant à faible vitesse pour produire le mouvement de génération du pignon, et pour tour ner en sens inverse à vitesse élevée afin d'effectuer le mouvement de retour.
Ce moteur est accouplé à l'arbre 43 par des pignons coniques 92 et 93 et par des roues dentées cylindriques 94. Etant donné que cette partie de commande du train de taille est dis posée entre la broche porte-ébauche et les roues den tées réductrices 37, 36, la commande de la broche porte-ébauche nécessite un rapport de multiplication sensiblement moindre, et la commande du berceau nécessite une réduction encore plus importante que dans le cas de l'entraînement usuel de l'arbre 35 par la came 57.
Le moteur auxiliaire 91 est combiné, par des moyens décrits ci-après, avec un embrayage électromagnétique 95 pour accoupler ou désaccou pler les arbres 62, 62.
Les mouvements relatifs d'avance et de retrait entre la broche porte-outil et la broche porte- ébauche, pour permettre d'amener l'outil de taille dans la position de profondeur de passe désirée par rapport à l'ébauche à tailler, et pour l'écarter de l'ébauche pendant l'avance d'un pas, le chargement et le déchargement de l'ébauche, sont effectués par les déplacements 2.5 précités (fig. 1) du chariot 23 sur le bâti 10.
Le dispositif pour effectuer ces dépla cements est représenté à la fig. 3 et comprend des parties d'avance 96 et 97 dans la came 57, utilisées alternativement,. un levier d'avance 98 commandé par la came, et un mécanisme à piston et cylindre 99 qui effectue un mouvement alternatif dans le bâti 10 sous l'action de la came et du levier. Ce dernier est muni de galets 101 et 102 dont le réglage sur le levier s'effectue de telle façon .que l'un ou l'autre de ces galets, ou les deux simultanément, puissent être dégagés de la came, le galet 101 étant engagé dans la rainure 86 pendant la taille d'engrenages d'un nom bre de dents usuel,
et le galet 102 étant engagé dans la rainure 97 quand on veut produire un pignon spé cial, comme celui représenté à la fig. 4, aucun de ces galets n'étant engagé dans une rainure-came pen dant la formation d'autres: pignons d'un petit nombre de dents. Le levier 98 est pivoté sur le bâti 10, en 103, et présente une-fenêtre 104 dans laquelle un bloc 105 est réglable à des distances variables du pivot 103. Ce bloc porte un axe d'articulation 106. qui peut s'engager dans une fenêtre transversale 107 pratiquée dans le cylindre 108 du mécanisme 99.
Ainsi, par un réglage du bloc 105, on peut faire varier l'amplitude de l'avance réalisée par la rainure- came 96 ou par la rainure-came 97. Le cylindre-108 lui-même peut coulisser à la façon d'un piston dans une chambre cylindrique ménagée dans le bâti 10.
Le piston 109 du mécanisme 99 est accouplé au chariot 23 par une tige 110, de sorte que le mouvement du piston dans le cylindre est transmis à ce chariot et se superpose au mouvement imprimé à ce dernier par la rainure-came 96 ou 97. La tige 110 s'étend égale ment dans un cylindre auxiliaire 111 du mécanisme 99, fixé au cylindre 108, et dans lequel coulisse un piston 112. Une tige 113 du piston traverse le fond du cylindre 111 et porte un écrou 114 pour régler la course du piston.
Plusieurs interrupteurs et robinets pour comman der et conjuguer les divers mécanismes décrits dans ce qui précède seront considérés ci-dessous à propos du fonctionnement de la machine .pour tailler une roue dentée type, et en, se reportant principalement aux fig. 2 et 3.
Pour tailler des pignons d'une à quatre dents, la commande du train de taille par la came 57 est ren due inopérante en enlevant une des roues dentées 74, et, lorsqu'il s'agit de pignon à une dent, le méca nisme d'avance pas, à pas est, lui aussi, rendu ino pérant en dégageant l'élément menant 79 du méca nisme à croix de Malte et en bloquant l'élément mené 81.
Pour des pignons ayant de deux à quatre dents, le mécanisme de déplacement de l'élément menant 79 est rendu inopérant, de sorte que cet élé ment peut encore être accouplé avec l'organe mené et permettre ainsi d'imprimer à la roue dentée 83 trois révolutions pour chaque révolution de la came 57.
Le chariot coulissant 23 étant ramené en arrière, le berceau étant au point bas de son déplacement angulaire (c'est-à-dire sa position limite .dans le sens dextrorsum sur les fig. 1 et 2), les deux galets 101 et 102 étant dégagés de la came 57, et le levier 98 étant bloqué sur le bâti (par des moyens non repré sentés), on monte une ébauche de pignon W dans le mandrin de la broche 15 et on met en marche le moteur principal 2.6 pour entraîner l'outil de coupe C.
Au moyen d'une électrovalve 115, on envoie un liquide sous pression par la conduite 117 à la capa cité de droite du cylindre 108, pour déplacer le pis ton 109 d'une course complète vers la gauche jus qu'au point où sa tige 110 bute contre le piston 112 qui, lui-même bute contre le fond du cylindre 111, ce qui a pour effet de faire avancer le chariot 23 de sa position de chargement à la position de taille. Le liquide refoulé de la capacité de gauche du cylindre 108 s'échappe par une conduite 118 et l'électro-valve 115.
Des robinets à commande manuelle 119 et 121 sont respectivement ouvert et fermé pour effectuer cette opération de taille, de sorte que le liquide s'échappe librement du cylindre 111 par les con duites 122 et 123.
Lorsque le chariot 23 atteint la limite de son avance, un interrupteur de fin de course 124 est ac tionné par un taquet 12.5 porté par le chariot pour mettre le moteur auxiliaire 91 en marche avant, ce moteur entraînant alors le train. de taille et provo quant un déplacement angulaire vers le haut (rota tion dans le sens sinistrorsum) du berceau, et une rotation dans le sens dextrorsum de la broche porte- ébauche, un intervalle entre dents étant formé pen dant cette opération par l'outil de coupe C dans l'é bauche.
A la fin. du déplacement angulaire vers le haut du berceau, un interrupteur de fin de course 126 est actionné par un taquet 127, qui est réglable sur le berceau, pour arrêter le moteur 91 et inverser la position de l'électro-valve 115, à la suite de quoi le piston 109 est déplacé vers la droite et le-chariot 23 est ramené dans sa position de retrait.
A la fin de ce mouvement de retrait, un interrupteur de fin de course 128 est actionné par le taquet 125 pour si- multanément embrayer l'embrayage 95 et obliger le moteur 91 à tourner en sens opposé pour réaliser la rotation en sens inverse du train de taille. La mise en action de l'embrayage 95 fait tourner la came 57 et actionne le mécanisme d'avance pas à pas 79, 81, avec ce résultat que la broche porte-ébauche est avancée pour amener l'espace suivant entre dents, sur le pignon (si ce pignon a plus d'une dent) en po sition de coupe.
Bien entendu, pour des pignons à une seule dent,. l'avance d'un pas n'a pas lieu.
Lorsque la came 57 a effectué une révolution, le taquet 129 qu'elle porte actionne un interrupteur 131 pour débrayer l'embrayage 95, en arrêtant ainsi la commande du mécanisme d'avance pas à pas et de la came 57. A l'achèvement de la rotation en sens inverse du train de taille, qui a lieu à peu près en même temps, le moteur 91 est arrêté par l'actionne- ment de l'interrupteur 126 effectué par un taquet 132 réglable sur le berceau.
L'actionnement des deux interrupteurs 131 et 126 provoque la répétition du cycle de taille, en commençant avec l'inversion de l'électro-valve 115, ce quia pour effet d'avancer le chariot coulissant 23 par le piston 109,à moins que la dernière dent (ou la dent unique) de l'ébauche n'ait déjà été taillée, auquel cas un interrupteur d'ar rêt automatique, qui est commandé par un compteur synchronisé avec la came 57, arrête la machine.
L'engrenage représenté à la fig. 4 est du type qui est spécialement conçu pour les mécanismes de direction automatique, et il se caractérise en ce qu'il permet de réaliser un rapport de transmission varia ble et un jeu variable, c'est-à-dire que le rapport de réduction entre le pignon P et la roue dentée ou le segment denté G qui ne comprend qu'une seule dent circulaire T engrenant avec la rainure entre dents du pignon, est d'environ 16,5 : 1 dans la position cen trale qu'on voit à la fig. 4 et qui correspond à la position 00 de la fig. 5, mais ce rapport diminue comme indiqué par la courbe 130 jusqu'à environ 10,5 :
1 lorsque le segment denté a tourné autour de son axe de rotation 133 dans l'un ou dans l'autre sens, d'un angle d'environ 15o à partir de sa position centrale. Le rapport demeure ensuite constant pen dant la partie restante de la rotation du segment denté jusqu'à ses positions limites de gauche et de droite qui sont à environ 32 degrés dans les deux sens par rapport à la position centrale.
La partie cen trale de la rainure entre dent-si du pignon, c'est-à-dire la partie qui vient en contact avec le segment denté pendant les 14o centraux de rotation de ce dernier (entre les positions 134 et 135 à la fig. 5), est d'une largeur légèrement réduite, pour réduire ainsi le jeu entre les pignons lorsque l'engrènement se fait à la positron centrale ou à proximité de celle-ci.
Le rapport variable est obtenu pendant la taille par un rapport variable correspondant, entre les rota tions de la broche porte-ébauche 15 et du berceau 11, au moyen de la came 84 de modification de rapport de rotations qui, étant entrainée par les roues dentées 86 de changement de vitesse pendant la taille du pignon, agit par l'intermédiaire de la cré maillère 88 et du pignon 89 ainsi que du mécanisme différentiel, 38, 39, 40 pour modifier la vitesse de rotation du berceau, en supposant que la broche porte-ébauche est entraînée à vitesse constante par le moteur 91.
On réalise la réduction de la largeur de l'intervalle entre dents du pignon, en opérant un mouvement de retrait du chariot coulissant par l'en semble mécanique comprenant la rainure 97 de la came, le galet 102 et le levier 98. Dans ce but, on fait effectuer à la came 57 une révolution complète entre les positions 136 et 137 (fig. 5).
Dans cette figure, la courbe 138 représente un développement dans un plan du parcours total en circuit fermé 97 sur la .came, lequel parcours est conformé de façon à commencer à la position 139 le mouvement de re trait du chariot coulissant, à terminer ce retrait en 134,à recommencer l'avance en 135 et à terminer l'avance en 141.
Pour tailler un tel pignon P, le cycle opératoire de la machine est le suivant, en se reportant parti culièrement aux fig. 2 et 3 : le robinet 119 étant fer mé et le robinet 121 ouvert, le mécanisme à croix de Malte 79 étant déconnecté et l'organe mené 81 ver rouillé, et le chariot 23 étant en position de retrait, on monte une ébauche de pignon dans le mandrin de la broche porte-ébauche (à l'emplacement indiqué pour le pignon W à la fig. 1), on met en marche le moteur principal 26 et on manoeuvre le robinet 115 pour relier les conduites 116 et 117 à une source de liquide sous pression.
Le liquide sous. pression dans la conduite 116 pousse le cylindre 108 vers la droite et maintient ainsi le galet 102 contre le flanc de droite de la rainure 97 de la came, et le liquide sous pression dans la conduite 117 avance rapidement le chariot 2.3 dans la position de taille. Toutefois, avant que la taille proprement dite ne commence, la tige du piston 110 bute contre le piston auxiliaire 112. L'avance ultérieure du piston pour amener l'ébauche en position de taille à la profondeur de passe voulue par rapport à l'outil de coupe C, s'effectue à une vitesse réglée plus lente désirée pour la coupe ini tiale sans taille.
On réalise cette vitesse réglée en déchargeant le liquide sous pression du cylindre auxi liaire 111, par la conduite 122, le robinet 121 et le robinet 115, l'écoulement étant étranglé par une sou pape de réglage 142. Quand le chariot a été com plètement avancé, l'interrupteur 124 est actionné pour faire tourner vers l'avant le moteur 91, ce qui provoque un déplacement angulaire vers le haut du berceau et permet de tailler l'intervalle entre dents.
Lorsque la taille atteint la position 136 (fig. 5), un interrupteur de fin de course 143 est actionné par un taquet 144 monté de façon réglable sur le ber ceau, ce qui provoque l'embrayage de l'embrayage 95 qui imprime alors à la came 57 une révolution pendant laquelle elle agit par l'intermédiaire de sa rainure 97 (138 à la fig. 5) pour déplacer légèrement en arrière, puis avancer le chariot pour ne réduire la largeur que de la partie centrale de l'intervalle entre dents .du pignon.
Compte tenu des vitesses des mo teurs 26 et 91, les roues; dentées de changement de vitesse 59 ont un rapport de multiplication tel que la came 57 effectue une révolution complète en passant par la position 137 (fig. 5), après quoi, l'interrupteur de fin de course 131 est actionné pour débrayer l'em brayage 95 et arrêter ainsi la rotation de la came.
Le mouvement de génération se poursuit jusqu'au moment où l'interrupteur 145 est actionné par le taquet réglable 146 monté sur le berceau (l'interrup teur 126 n'intervenant pas dans ce procédé de taille) ce quia pour effet d'arrêter le moteur d'entraînement 91 du train de taille et d'inverser la position du robi net 115 pour opérer un retrait du chariot coulissant 23. Quand ce retrait est achevé, l'interrupteur 128 est actionné pour inverser le sens d'action du train de taille par le moteur 91. Cette opération se pour suit jusqu'au moment où le taquet réglable 147 du berceau inverse l'interrupteur 145 pour arrêter le moteur 91. La came 57 effectue une seconde révo lution, après quoi, l'interrupteur d'arrêt automati que commandé par compteur arrête le moteur prin cipal 26.
Pour tailler des roues dentées classiques d'un nombre de dents usuel, on n'utilise pas le moteur 91 et on retire une des roues dentées 94. On ouvre le robinet 119 et on ferme le robinet 12.1. On fait agir le mécanisme de déplacement pas à pas, de telle façon qu'à chaque révolution de la came 57, la roue dentée 83 n'effectue qu'une seule révolution. On ver rouille mécaniquement l'embrayage 95 de sorte que la came 57 et l'arbre d'entraînement 78 du méca nisme d'avance pas à pas, soient directement entraî nés par le moteur principal 26. La rainure 58 de la came 57 entraîne le train de taille par l'intermédiaire des engrenages précédemment décrits et qui com prennent les roues dentées 74 et 75.
Le galet 101 est engagé dans la rainure 96 de la came 57, ce qui a pour effet de faire reculer le chariot avant- chaque opération d'avance pas à pas, ladite opération se pro duisant pendant le mouvement de rotation de retour du train de taille. Après avoir monté dans le man drin de la broche porte-ébauche une ébauche d'en grenage W, on actionne un robinet d'inversion 148 commandé manuellement, pour faire avancer le pis ton 109. A la fin de ce mouvement d'avance, on met en marche le moteur principal 26 qui continue à tourner jusqu'à l'achèvement du mouvement angu laire de retour qui suit la taille de la dernière dent, après quoi, le moteur est arrêté par l'interrupteur d'arrêt automatique commandé par compteur.
On peut ensuite faire reculer le chariot 23 en inversant à la main le robinet 148.
En se reportant au schéma électrique de la fig. 6 de réglage pour mettre la machine en état de tailler des pignons d'un petit nombre de dents, on ouvre un interrupteur 149 et on ferme l'interrupteur 151. L'ouverture de l'interrupteur 149 coupe l'excitation du relais SR du sélecteur dont les contacts SR-1 et SR-2 se ferment et dont les contacts SR-3 et SR-4 s'ouvrent.
Pour faire fonctionner la machine dans cet état, on ferme momentanément l'interrupteur de dé marrage 152_ et, étant donné que l'interrupteur d'arrêt manuel 158 est fermé, un circuit s'établit aux bornes des conducteurs de courant alternatif L-1 et L-2 à travers le contrôleur M du moteur principal 2.6.
Les contacts de maintien M-1 et les contacts M-2 du contrôleur se ferment. L'interrupteur de démarrage du cycle automatique 153 est momentanément fermé et, puisque l'interrupteur d'arrêt associé 161 est également fermé, un relais de commande 1R est excité en fermant ses contacts de maintien 1R-1 et également les contacts 1R-2.
Les relais 2R et 3R sont excités, de sorte que leurs contacts 2R-1 se ferment et les contacts 2R-2 s'ouvrent, tandis que les contacts 3R-1 se ferment. L'électro-aimant 154 du . robinet 115 commandant la position active du chariot 23 est excité et le robinet agit pour faire avancer ce chariot. Ce mouvement du chariot ferme l'interrupteur 124 en excitant le relais 4R, dont les contacts 4R-1 se ferment pour connecter le relais 5R aux bornes des conducteurs de courant continu L-3 et L-4.
Les. contacts 5R-1 et 5R-2. de ce relais se ferment alors tandis que s'ouvrent les contacts 5R-3, ce qui excite l'enduit MA du moteur 91 pour com mencer le mouvement angulaire ascendant à une vi tesse réglable au moyen du rhéostat 157, et qu'on ralentit en agissant sur une résistance réglable 160 montée dans le circuit d'entraînement vers l'avant, de l'induit. A la fin du déplacement angulaire vers le haut, l'interrupteur de fin de course 126 ferme son contact 126-A en excitant le relais 6R. Les. contacts 126-A en excitant le relais 6R. Les con tacts 6R-1 et 6R-5 se ferment tandis. que les con tacts 6R-2, 6R-3 et 6R-4 s'ouvrent.
L'ouverture de 6R-2 coupe l'excitation du relais 5R, de sorte que ses contacts 5R-1 et 5R-2. s'ouvrent pendant que les contacts 5R-3 se ferment. L'induit MA est ainsi mis en circuit avec une résistance 155 et, puisque l'en roulement inducteur F du moteur est continuellement excité, le moteur agit pour freiner le train de taille et l'amener finalement à l'arrêt. En même temps, l'électro-aimant 156 du robinet 115 qui commande la position d'inactivité du chariot 23 est excité par la fermeture du contact 6R-4, et le chariot effectue son mouvement de retrait.
L'interrupteur 108 de com mande de la position d'inactivité du chariot est fer mé en excitant le relais 7R. Les contacts 7R-1 et 7R-2 sont fermés de sorte que le relais 8R est excité. Les contacts 8R1 et 8R-2, sont fermés et les con tacts 8R-3 sont ouverts. L'induit MA du moteur est ainsi déconnecté de la résistance 155 et connecté en sens inverse aux bornes des conducteurs L-3 et L-4, et il effectue la rotation de retour à grande vitesse du train de taille.
Simultanément, l'excitation du relais 7R ferme ses contacts 7R-2 en excitant un relais de tempori sation TR qui est d'un type tel que son excitation provoque immédiatement la fermeture de ses contacts TR-1 et effectue ensuite leur réouverture avec un certain délai. La fermeture de TR-1 embraye l'em brayage 95, de sorte que le moteur 26 entraîne alors le mécanisme d'avance pas à pas et la came 57.
Aussitôt que la came 57 commence à tourner, l'in terrupteur 131 s'ouvre en coupant l'excitation du relais 2-R et en fermant les contacts 2R-2, de sorte que l'ouverture retardée des contacts TR-1 n'a pas d'effet immédiat. Toutefois, à la fin d'une révolu tion de la came, l'interrupteur de fin de course 131 se referme de nouveau, excite le relais 2R et ouvre les contacts 2R-2., et, puisque les contacts TR-1 sont alors ouverts, l'embrayage 95 est débrayé.
A peu près en même temps, le moteur 91 est arrêté par l'interrupteur 126 qui est déplacé du con tact 126-A au contact 126-B. L'excitation du relais 6R est ainsi coupée en ouvrant les contacts 6R-1 pour couper l'excitation du relais 8R, ce qui a pour effet d'ouvrir les contacts 8R-1 et 8R-2 et de fermer les contacts 8R-3, le moteur agissant alors: comme frein.
Lorsque l'interrupteur <B>131</B> est fermé, à l'achè vement d'une révolution de la came 57, et lorsque l'interrupteur 126 a passé sur le contact 126-B (à l'achèvement du déplacement angulaire descendant), l'électro-aimant 154 est excité pour faire avancer le chariot 23 et répéter le cycle, à moins que toutes les dents du pignon n'aient été taillées. Dans ce dernier cas, l'interrupteur d'arrêt automatique 159, com mandé par compteur, s'ouvre pour arrêter la ma chine.
Il est à remarquer que, pendant le cycle décrit ci- dessus, le fait que les contacts de relais SR-3 et SR-4 sont ouverts rend les commutateurs 143 et 145 com plètement inopérants.
Pour préparer la machine à tailler un pignon P du type pour mécanisme de direction à rapport va riable (fig. 4), on ferme les deux interrupteurs <B>151</B> et 149. Le relais SR est excité et ses contacts SR-1 et SR 2. s'ouvrent tandis que les contacts SR-3 et SR-4 se ferment, ce qui signifie que les interrupteurs 143 et 145 sont rendus opérants tandis que l'inter rupteur 126 est rendu inopérant.
On met la machine en marche, comme précédemment, en fermant mo mentanément les interrupteurs de démarrage 152 et 153. Quand la génération atteint la position 136 (fig. 5), le taquet 144 du berceau actionne le com mutateur 143, en l'amenant contre son contact 143-A, pour exciter ainsi le relais de temporisation TR et, ce quia pour effet d'embrayer l'embrayage 95, en faisant tourner la came 57 d'une révolution pour réduire la largeur de l'intervalle entre dents, comme plus haut, et, à la fin de cette révolution, l'in terrupteur 131 se ferme pour désembrayer l'em brayage et arrêter la rotation de la came.
La taille du pignon se poursuit jusqu'au moment où le commu tateur 145 vient sur le contact 145-A, en excitant le relais 6R, de sorte que le moteur 91 est freiné comme auparavant, le chariot coulissant recule et le moteur 91 est inversé pour commencer la rotation en sens inverse du train de taille. Le taquet 144 du berceau amène alors le commutateur 143 contre le contact 143-B, en excitant le relais de temporisation TR et en embrayant l'embrayage 95, ce qui a pour effet de provoquer de nouveau la rotation de la came 57. Quand cette dernière a effectué une révo lution, l'interrupteur 131 se ferme et, comme aupa ravant, l'embrayage est débrayé et arrête la rotation de la came.
L'achèvement de cette seconde rotation de la came a pour effet de provoquer l'ouverture de l'interrupteur d'arrêt 159, sous commande du comp teur automatique, pour couper l'excitation du con trôleur M et arrêter alors le moteur 26 en rendant inopérant l'électro-aimant 154, et aussi, grâce à l'ou verture des contacts M-2, de couper l'excitation du relais de cycle automatique 1R.
Toutefois, la rota tion de retour du train. de taille par le moteur 91, si elle n'est pas encore terminée, se poursuit jusqu'au moment où le taquet 147 pousse le commutateur 145 contre le contact 145-B en excitant l'électro-aimant 6R et, par suite, l'électro-aimant 8R, pour déconnec ter l'induit NA des conducteurs L-3 et L-4 et le mettre en circuit avec la résistance<B>155</B> pour freiner le moteur et l'arrêter. Pour mettre la machine en condition électrique permettant de tailler des engrenages d'un nombre de dents usuel, on ouvre l'interrupteur 151.
De cette façon, le contrôleur M du moteur principal 26 n'est plus asservi qu'aux interrupteurs de démarrage et d'arrêt 152 et 158 et à l'interrupteur d'arrêt auto matique 159.
Machine for cutting toothed wheels The present invention relates to a machine for cutting toothed wheels, for example helical, straight and bevel toothed wheels and, in particular, pinions, having only one or a small number of teeth. , by the method of intermittent step by step advance.
The object of the invention is to provide a machine capable of producing high quality sprockets of the usual number of teeth, i.e. five or more, and also sprockets having only a small number of teeth. teeth, namely from one to four teeth.
The machine for cutting toothed wheels with intermittent step-by-step feed according to the invention, comprising a rotary cradle, a tool-holder spindle and a blank holder spindle, one of which is carried by the cradle, a gear train for the size coupler plants the cradle and the blank holder spindle to rotate them simultaneously around their respective axes in a predetermined speed ratio, a stepping control for the blank holder spindle can be coupled to this gear train by a differential mechanism forming part of said gear train,
cogwheels in this graining train to change the ratio of rotations between the cradle and the differential mechanism, and a first control by reversible motor to drive this train at a point of the latter located between the cradle and the gear change toothed wheels, is characterized by a second reversible motor drive for driving this train at a point thereof located between the differential mechanism and the gear change gear wheels.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine for cutting toothed wheels which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a perspective view of this embodiment. Fig. 2 is a general diagram of the controls of the machine.
Fig. 3 is a top plan view of the mechanism for effecting the relative advance and retraction between the cutting tool and the blank.
Fig. 4 -shows, in elevation, a pinion having a single gap between teeth, designed to be cut on the machine, and a toothed segment with one tooth meshing with this pinion.
Fig: 5 is a diagram showing the variable ratio between the speeds of the pinion and the toothed segment, and the ratio between the size of the pinion and the operation of the machine advance mechanism, and fig. 6 is a diagram of the electrical circuit of the machine.
As seen in fig. 1, the machine comprises a frame 10 on which a cradle 11 is mounted to rotate about a horizontal axis 12 and supports a tool spindle 13 (fi-, 2) which rotates in the cradle about an axis 14. Thanks to a series of adjustments, the axis 14 can be brought into a parallel, angular or oblique position with respect to the axis 12. A cutting tool mounted on the spindle 13 is designed to cut one or both sides of the spindle. or teeth on a blank W mounted on a workpiece spindle 15.
This spindle 15 rotates around an axis 16 in a blank holder head 17 which is vertically adjustable (as indicated by arrow 18) on an upright 19 which is, for its part, horizontally adjustable (arrow 2.0) on a angularly adjustable base 21 (as indicated by arrow 22) on a sliding carriage 23; around a vertical axis 24 which intersects the two axes 12 and 16 perpendicularly.
The sliding carriage is adjustable and mobile, while the machine is in operation, on the frame 10, in the horizontal direction (arrow 25), - parallel to the axis 12 of the cradle. Thanks to these various settings, it is possible to bring the blank- W into the desired position around this axis and in relation to the cutting tool C.
In fig. 2., it can be seen that the tool-holder spindle 13 is driven by a main motor 26 through the intermediary of angle pinions 27, toothed wheels 28, speed change wheels 29 and toothed wheels 31 of which the The arrangement is such that they allow the above-mentioned adjustments to be made on the spindle 13 on the cradle 11. The latter is connected to the preform-holder spindle by a cutting train which is shown diagrammatically in FIG. 2 by the thick mixed line 30.
This train comprises a toothed ring 33 on the cradle and a drive pinion 34 for this ring gear, a shaft 35, toothed wheels 36 and 37-, a differential mechanism comprising toothed wheels 38, 39 and 40 including the side wheel 38 is coupled to the adjacent toothed wheel 37 and the lateral toothed wheel 40 is set on the shaft 41, toothed wheels 42 for changing the ratio of rotations, a shaft 43, a differential mechanism comprising toothed wheels 44, 45 and 46 the side toothed wheel 44 of which is wedged on the shaft 43, angle pinions 47, one of which is in one piece with the side toothed wheel 46, angle pinions 48,
a horizontal, cantilevered telescopic shaft 49 (see also fig. 1), angle gears 51, a vertical telescopic shaft 52, angle gears 53, step-change feed change gears. step 54, a pinion 55 meshed with toothing 56 on the spindle 15. The purpose of the differential mechanisms is to introduce additional movements into the cutting train. The purpose of the mechanism 38, 39, 40 is to modify the ratio of rotations between the blank holder spindle and the mechanism 44, 45, 46 for the stepwise advance of the blank holder spindle.
The pruning train can be driven, as in conventional machines, by the main motor 2.6 acting via a unidirectionally rotating cam drum 57 with a cam groove 58 (fig. 3). ) for driving the pruning train alternately in one direction and the other.
The cam drum is entiaîné by the toothed wheels 29 previously mentioned, by means of the toothed change gears 59 and the toothed wheels 61 with a fixed reduction ratio, the in-line shafts 62, the toothed wheels 63, a shaft 64, toothed wheels 65 and 66, a pinion 67 and a toothed wheel 68 on the drum cam. A roller 69 moving in the cam groove 68 is carried by a toothed sector 70 pivoted at 71 on the frame 10, so that, for each complete revolution of the cam, the sector performs an oscillation around its pivot.
This movement is transmitted to the cutting train by a pinion 72 meshed with the sector of the toothed wheels 73, of the change gear wheels. angle of rotation 74, and toothed wheels 75, one of which is wedged on the shaft 35. The step-by-step advance of the blank holder spindle, between the cutting positions of successive teeth or the intervals between them. successive teeth, is effected by an intermittent control whose movement is transmitted by the shaft 64 to the support of the differential planetary mechanism 45.
This control comprises angle gears 76 and 77, a telescopic shaft 78, a Maltese cross mechanism 79, driven wheel 81, a toothed wheel 82 and a toothed wheel 83, the latter being keyed to the support of the differential planetary mechanism. . This step-by-step advance mechanism is arranged to angularly advance the blank holder spindle once for each revolution of the cam 57.
A cam (not shown in the drawing) is preferably provided to impart to the driving element 79 of the Maltese cross mechanism an axial displacement to bring it into engagement or disengage it with the driven wheel 81, which allows this driving element to perform a certain number of revolutions during each tooth-cutting cycle, while the wheel 81 only performs a half-revolution and the wheel 83 performs a single revolution.
During each step-by-step movement, the driving element 79 of the Maltese cross mechanism moves the driven wheel 81 by accelerating from its resting position to its maximum speed and then slowing down to its resting position.
To modify or vary the rotational ratio, during the cutting of the blank, a cam drive is provided for the support of the differential planetary mechanism 39. The rotational ratio change cam, designated by 84, is driven by the shaft 41 of the cutting train via the bevel gears 85, the gearshift gears 86, and a worm and tangent wheel assembly 87. The cam gives a reciprocating motion to a rack 88 to oscillate a pinion 89 meshed with this rack.
This oscillating movement is transmitted to the support of the differential planetary mechanism 39, by toothed wheels 90. In the case where the change of rotation ratio is not required for the toothed wheels to be cut, the last of the wheels 86 of change of rotation ratio is replaced by a clamping device which prevents the worm shaft 87 from rotating.
To cut sprockets with the usual number of teeth, when the blanking spindle only needs to turn at an angle which is only several times greater than that of the angular displacement of the cradle, the command described above is satisfactory since there is an overall reduction from the drive shaft 35 from the cutting gear train to the blank spindle 15.
On the other hand, when it comes to cutting pinions having only a small number of teeth, for example for drives with a high reduction ratio, the roughing spindle must turn at an angle which is a large multiple of the angle of rotation of the cradle, so that the required reduction is large.
In a conventional machine, the fixed transmission ratio gears are designed so that the final drive ratio of the cradle (of the sprockets 34, 33) achieves a reduction of 30: 1, than the final drive ratio of the workpiece spindle (of cogwheels 55, 56) achieves a reduction of 45: 1, and the gearwheels for changing the ratio of rotations 42 are determined by the formula
EMI0003.0000
while the wheels. stepped feed teeth are determined by the formula
EMI0003.0001
in which NC represents the number of teeth of a toothed wheel of size (materialized by the cutting tool on the cradle) and N represents the number of teeth of the pinion to be cut.
Thus, to cut a pinion with ten teeth intended to mesh with an uncut wheel of thirty-nine teeth, the ratio of the toothed wheels 42 (from shaft 41 to shaft 43) must be 39: 50, while that of the gear wheels 54 for the step-by-step advance change must be 22.5: 10, the latter ratio constituting only a relatively small multiplication, but perfectly satisfactory as a result of the final reduction achieved by the toothed wheels 55 and 56.
However, when the pinion to be cut has only two teeth, the toothed wheels 54 must provide a gear ratio of 22.5: 2, this multiplication being large enough to give rise to irregularities in the control resulting in a reduction. poor quality of gears obtained.
In order to avoid the need for too large a multiplication ratio, especially in the stepping gear wheels 54, the stepping mechanism is modified to rotate the gear wheel 83 (and the support of the differential mechanism 45) of three complete revolutions during each tooth cutting cycle, whereas, in a conventional machine, the wheel 83 performs only one revolution. It follows that the ratio of the toothed wheels 42 is
EMI0003.0014
and that the ratio of the wheels.
step by step is more than
EMI0003.0015
which means that, in the most severe case (two-tooth pinion), the stepping toothed wheels only have a ratio of
EMI0003.0017
In addition, to prevent the need for a high gear ratio throughout the cutting train, this includes an auxiliary drive located much closer to the blank spindle than in conventional machines.
This drive comprises a reversible electric motor 91, with adjustable speed, arranged to rotate forward at low speed to produce the generating movement of the pinion, and to rotate in the opposite direction at high speed in order to effect the return movement.
This motor is coupled to the shaft 43 by bevel gears 92 and 93 and by cylindrical toothed wheels 94. Since this control part of the cutting train is arranged between the blank holder spindle and the reduction toothed wheels 37, 36, the control of the preform holder spindle requires a significantly lower gear ratio, and the control of the cradle requires an even greater reduction than in the case of the usual drive of the shaft 35 by the cam 57.
The auxiliary motor 91 is combined, by means described below, with an electromagnetic clutch 95 for coupling or uncoupling the shafts 62, 62.
The relative advance and retract movements between the tool spindle and the blank holder spindle, to allow the cutting tool to be brought into the desired depth of cut position relative to the blank to be cut, and to move it away from the blank during the advance by one step, loading and unloading of the blank are carried out by the aforementioned movements 2.5 (fig. 1) of the carriage 23 on the frame 10.
The device for effecting these displacements is shown in FIG. 3 and comprises advance parts 96 and 97 in the cam 57, used alternately ,. an advance lever 98 controlled by the cam, and a piston and cylinder mechanism 99 which reciprocates in the frame 10 under the action of the cam and the lever. The latter is provided with rollers 101 and 102, the adjustment of which on the lever is effected in such a way that one or the other of these rollers, or both simultaneously, can be disengaged from the cam, the roller 101 being engaged in the groove 86 during the size of gears of a usual number of teeth,
and the roller 102 being engaged in the groove 97 when it is desired to produce a special pinion, such as that shown in FIG. 4, none of these rollers being engaged in a cam groove during the formation of others: sprockets with a small number of teeth. The lever 98 is pivoted on the frame 10, at 103, and has a window 104 in which a block 105 is adjustable at variable distances from the pivot 103. This block carries an articulation pin 106. which can engage in a transverse window 107 made in the cylinder 108 of the mechanism 99.
Thus, by adjusting the block 105, it is possible to vary the amplitude of the advance produced by the groove-cam 96 or by the groove-cam 97. The cylinder-108 itself can slide in the manner of a piston in a cylindrical chamber formed in the frame 10.
The piston 109 of the mechanism 99 is coupled to the carriage 23 by a rod 110, so that the movement of the piston in the cylinder is transmitted to this carriage and is superimposed on the movement imparted to the latter by the cam-groove 96 or 97. The rod 110 also extends in an auxiliary cylinder 111 of mechanism 99, fixed to cylinder 108, and in which slides a piston 112. A rod 113 of the piston passes through the bottom of cylinder 111 and carries a nut 114 to adjust the stroke of the piston. piston.
Several switches and valves for controlling and combining the various mechanisms described in the foregoing will be considered below in connection with the operation of the machine. For cutting a typical toothed wheel, and with particular reference to FIGS. 2 and 3.
To cut pinions from one to four teeth, the cutting train control by cam 57 is rendered inoperative by removing one of the toothed wheels 74, and, in the case of a single-tooth pinion, the mechanism step by step is also rendered inoperative by releasing the leading element 79 from the Maltese cross mechanism and by blocking the driven element 81.
For sprockets having two to four teeth, the driving element displacement mechanism 79 is rendered inoperative, so that this element can still be coupled with the driven element and thus allow printing to the toothed wheel 83 three revolutions for each revolution of cam 57.
The sliding carriage 23 being brought back, the cradle being at the low point of its angular displacement (that is to say its limit position. In the dextrorsum direction in FIGS. 1 and 2), the two rollers 101 and 102 being released from the cam 57, and the lever 98 being locked on the frame (by means not shown), a pinion blank W is mounted in the mandrel of the spindle 15 and the main motor 2.6 is started to drive cutting tool C.
By means of a solenoid valve 115, a pressurized liquid is sent through line 117 to the right capacity of cylinder 108, to move udder 109 a full stroke to the left until the point where its rod 110 abuts against the piston 112 which itself abuts against the bottom of the cylinder 111, which has the effect of advancing the carriage 23 from its loading position to the pruning position. The liquid discharged from the left capacity of the cylinder 108 escapes through a line 118 and the solenoid valve 115.
Manually operated valves 119 and 121 are respectively opened and closed to perform this pruning operation, so that the liquid escapes freely from cylinder 111 through pipes 122 and 123.
When the carriage 23 reaches the limit of its advance, a limit switch 124 is actuated by a cleat 12.5 carried by the carriage to put the auxiliary motor 91 in forward gear, this motor then driving the train. of size and causing an angular displacement upwards (rotation in the sinistrorsum direction) of the cradle, and a rotation in the dextrorsum direction of the blank holder spindle, an interval between teeth being formed during this operation by the tool cut C in the rough.
At the end. of the upward angular displacement of the cradle, a limit switch 126 is actuated by a latch 127, which is adjustable on the cradle, to stop the motor 91 and reverse the position of the solenoid valve 115, following whereby the piston 109 is moved to the right and the carriage 23 is returned to its withdrawn position.
At the end of this retraction movement, a limit switch 128 is actuated by the latch 125 to simultaneously engage the clutch 95 and force the motor 91 to turn in the opposite direction to perform the rotation in the opposite direction of the train. of size. The actuation of the clutch 95 rotates the cam 57 and actuates the stepping advance mechanism 79, 81, with the result that the blank spindle is advanced to bring the following space between teeth, on the pinion (if this pinion has more than one tooth) in cutting position.
Of course, for gears with a single tooth ,. the advance of a step does not take place.
When the cam 57 has made one revolution, the stopper 129 which it carries actuates a switch 131 to disengage the clutch 95, thus stopping the control of the stepping mechanism and of the cam 57. On completion from the reverse rotation of the pruning train, which takes place at approximately the same time, the motor 91 is stopped by the actuation of the switch 126 effected by an adjustable cleat 132 on the cradle.
The actuation of the two switches 131 and 126 causes the repetition of the pruning cycle, starting with the inversion of the solenoid valve 115, which has the effect of advancing the sliding carriage 23 by the piston 109, unless the last tooth (or the single tooth) of the blank has not already been cut, in which case an automatic stop switch, which is controlled by a counter synchronized with the cam 57, stops the machine.
The gear shown in fig. 4 is of the type which is specially designed for automatic steering mechanisms, and it is characterized in that it makes it possible to achieve a variable transmission ratio and a variable clearance, that is to say the reduction ratio between pinion P and toothed wheel or toothed segment G which comprises only one circular tooth T meshing with the groove between teeth of the pinion, is approximately 16.5: 1 in the central position shown in fig. 4 and which corresponds to position 00 of FIG. 5, but this ratio decreases as indicated by curve 130 to about 10.5:
1 when the toothed segment has rotated around its axis of rotation 133 in either direction, by an angle of about 15o from its central position. The ratio then remains constant for the remainder of the gear segment rotation to its left and right limit positions which are approximately 32 degrees in both directions from the center position.
The central part of the groove between the teeth of the pinion, that is to say the part which comes into contact with the toothed segment during the central 14o of rotation of the latter (between positions 134 and 135 in fig. . 5), is slightly reduced in width, thereby reducing the clearance between the pinions when meshing at or near the central positron.
The variable ratio is obtained during pruning by a corresponding variable ratio, between the rotations of the blank holder spindle 15 and of the cradle 11, by means of the cam 84 for changing the ratio of rotations which, being driven by the toothed wheels 86 speed change while cutting the pinion, acts through the mesh 88 and pinion 89 as well as the differential mechanism, 38, 39, 40 to change the speed of rotation of the cradle, assuming the spindle blank holder is driven at constant speed by motor 91.
The reduction in the width of the gap between the teeth of the pinion is achieved by making a retraction movement of the sliding carriage by the mechanical assembly comprising the groove 97 of the cam, the roller 102 and the lever 98. For this purpose , the cam 57 is made a complete revolution between positions 136 and 137 (FIG. 5).
In this figure, the curve 138 represents a development in a plane of the total closed circuit path 97 on the cam, which path is shaped so as to start at position 139 the retraction movement of the sliding carriage, to end this withdrawal in 134, to restart the advance in 135 and to end the advance in 141.
To cut such a pinion P, the operating cycle of the machine is as follows, with particular reference to figs. 2 and 3: the valve 119 being closed and the valve 121 open, the Maltese cross mechanism 79 being disconnected and the driven member 81 rusty, and the carriage 23 being in the withdrawn position, a pinion blank is mounted in the chuck of the blank holder spindle (at the location indicated for the pinion W in fig. 1), the main motor 26 is started and the valve 115 is operated to connect the lines 116 and 117 to a source liquid under pressure.
The liquid under. pressure in line 116 pushes cylinder 108 to the right and thereby holds roller 102 against the right side of cam groove 97, and pressurized liquid in line 117 rapidly advances carriage 2.3 to the pruning position . However, before the actual cutting begins, the piston rod 110 abuts against the auxiliary piston 112. The subsequent advance of the piston to bring the blank in the cutting position to the desired depth of cut relative to the tool cut C, is performed at a slower set speed desired for the initial cut without pruning.
This controlled speed is achieved by discharging the pressurized liquid from the auxiliary cylinder 111, via line 122, tap 121 and tap 115, the flow being restricted by an adjusting valve 142. When the carriage has been completely closed. advanced, the switch 124 is actuated to rotate the motor 91 forward, which causes an angular upward displacement of the cradle and allows the gap between teeth to be trimmed.
When the size reaches position 136 (Fig. 5), a limit switch 143 is actuated by a tab 144 adjustably mounted on the cradle, causing clutch 95 to engage which then prints. the cam 57 one revolution during which it acts through its groove 97 (138 in fig. 5) to move slightly backwards, then advance the carriage to reduce the width only of the central part of the interval between sprocket teeth.
Taking into account the speeds of the motors 26 and 91, the wheels; gear change teeth 59 have a multiplication ratio such that the cam 57 makes one complete revolution passing through position 137 (fig. 5), after which the limit switch 131 is actuated to disengage the gear. clutch 95 and thus stop the rotation of the cam.
The generation movement continues until the moment when the switch 145 is actuated by the adjustable latch 146 mounted on the cradle (the switch 126 not involved in this pruning process) which has the effect of stopping the drive motor 91 of the pruning train and to reverse the position of the robi net 115 to effect a withdrawal of the sliding carriage 23. When this withdrawal is completed, the switch 128 is actuated to reverse the direction of action of the cutting train. size by motor 91. This operation continues until the adjustable cradle latch 147 reverses switch 145 to stop motor 91. Cam 57 performs a second revolution, after which the switch. automatic stop controlled by a counter stops the main motor 26.
To cut conventional toothed wheels with a usual number of teeth, the motor 91 is not used and one of the toothed wheels 94 is removed. The valve 119 is opened and the valve 12.1 is closed. The movement mechanism is made to act step by step, so that at each revolution of the cam 57, the toothed wheel 83 performs only one revolution. The clutch 95 is mechanically locked so that the cam 57 and the drive shaft 78 of the stepping mechanism are directly driven by the main motor 26. The groove 58 of the cam 57 drives the cutting train by means of the gears described above and which comprise the toothed wheels 74 and 75.
The roller 101 is engaged in the groove 96 of the cam 57, which has the effect of moving the carriage back before each step-by-step advance operation, said operation occurring during the return rotational movement of the train. cut. After having mounted in the man drin of the blank holder spindle a rough graining W, we actuate a reversing valve 148 controlled manually, to advance the udder 109. At the end of this advance movement, the main motor 26 is started which continues to rotate until the completion of the angular return movement which follows the size of the last tooth, after which the motor is stopped by the automatic stop switch controlled by counter.
The carriage 23 can then be moved back by reversing the valve 148 by hand.
Referring to the electrical diagram in fig. 6 setting to put the machine in a condition to cut pinions with a small number of teeth, a switch 149 is opened and the switch 151 is closed. The opening of the switch 149 cuts off the excitation of the SR relay of the selector whose SR-1 and SR-2 contacts close and whose SR-3 and SR-4 contacts open.
To operate the machine in this state, the start switch 152_ is momentarily closed, and since the manual stop switch 158 is closed, a circuit is established across the AC conductors L-1. and L-2 through the controller M of the main motor 2.6.
The M-1 holding contacts and M-2 contacts of the controller close. The automatic cycle start switch 153 is momentarily closed and, since the associated stop switch 161 is also closed, a control relay 1R is energized by closing its holding contacts 1R-1 and also the contacts 1R-2. .
The 2R and 3R relays are energized, so their 2R-1 contacts close and 2R-2 contacts open, while 3R-1 contacts close. The electromagnet 154 of the. tap 115 controlling the active position of the carriage 23 is energized and the tap acts to advance this carriage. This movement of the carriage closes switch 124 by energizing relay 4R, whose contacts 4R-1 close to connect relay 5R to the terminals of direct current conductors L-3 and L-4.
The. contacts 5R-1 and 5R-2. of this relay then close while the contacts 5R-3 open, which excites the MA coating of the motor 91 to begin the upward angular movement at an adjustable speed by means of the rheostat 157, and that one slows down by acting on an adjustable resistor 160 mounted in the forward drive circuit of the armature. At the end of the angular upward movement, the limit switch 126 closes its contact 126-A by energizing the relay 6R. The. 126-A contacts by energizing relay 6R. Con tacts 6R-1 and 6R-5 then close. that contacts 6R-2, 6R-3 and 6R-4 open.
Opening 6R-2 cuts off the excitation of relay 5R, so its contacts 5R-1 and 5R-2. open while contacts 5R-3 close. The armature MA is thus switched on with a resistor 155 and, since the inductor bearing F of the motor is continuously energized, the motor acts to brake the cutting train and finally bring it to a standstill. At the same time, the electromagnet 156 of the valve 115 which controls the inactivity position of the carriage 23 is energized by the closing of the contact 6R-4, and the carriage performs its withdrawal movement.
The switch 108 for controlling the inactivity position of the carriage is closed by energizing the relay 7R. Contacts 7R-1 and 7R-2 are closed so that relay 8R is energized. Contacts 8R1 and 8R-2 are closed and contacts 8R-3 are open. The motor armature MA is thus disconnected from resistor 155 and connected in the reverse direction across the terminals of conductors L-3 and L-4, and it performs the high speed return rotation of the pruning train.
Simultaneously, the excitation of relay 7R closes its contacts 7R-2 by energizing a timing relay TR which is of a type such that its excitation immediately causes the closing of its TR-1 contacts and then reopens them with a certain time limit. Closing TR-1 engages clutch 95, so motor 26 then drives stepper mechanism and cam 57.
As soon as the cam 57 begins to rotate, the switch 131 opens by cutting off the excitation of relay 2-R and closing contacts 2R-2, so that the delayed opening of contacts TR-1 n ' has no immediate effect. However, at the end of one revolution of the cam, limit switch 131 closes again, energizes relay 2R and opens contacts 2R-2., And, since contacts TR-1 are then open, the clutch 95 is disengaged.
At about the same time, motor 91 is stopped by switch 126 which is moved from contact 126-A to contact 126-B. The excitation of relay 6R is thus cut by opening contacts 6R-1 to cut the excitation of relay 8R, which has the effect of opening contacts 8R-1 and 8R-2 and closing contacts 8R-3 , the motor then acting: as a brake.
When switch <B> 131 </B> is closed, upon completion of one revolution of cam 57, and when switch 126 has passed to contact 126-B (upon completion of angular descending), the electromagnet 154 is energized to advance the carriage 23 and repeat the cycle, unless all the teeth of the pinion have been cut. In the latter case, the automatic stop switch 159, controlled by a meter, opens to stop the machine.
Note that during the cycle described above, the fact that the relay contacts SR-3 and SR-4 are open renders the switches 143 and 145 completely inoperative.
To prepare the machine for cutting a pinion P of the type for a variable ratio steering mechanism (fig. 4), the two switches <B> 151 </B> and 149 are closed. The relay SR is energized and its contacts SR -1 and SR 2. open while the contacts SR-3 and SR-4 close, which means that the switches 143 and 145 are made operative while the switch 126 is made inoperative.
The machine is started, as before, by momentarily closing the start switches 152 and 153. When the generation reaches position 136 (fig. 5), the stopper 144 of the cradle activates the switch 143, bringing it down. against its contact 143-A, to thus energize the timing relay TR and, which has the effect of engaging the clutch 95, by rotating the cam 57 by one revolution to reduce the width of the gap between teeth, as above, and, at the end of this revolution, the switch 131 closes to disengage the clutch and stop the rotation of the cam.
Pinion cutting continues until the moment the 145 switch comes on the 145-A contact, energizing the 6R relay, so that the motor 91 is braked as before, the sliding carriage moves back and the motor 91 is reversed. to start the reverse rotation of the pruning train. The cradle cleat 144 then drives the switch 143 against the contact 143-B, energizing the timing relay TR and engaging the clutch 95, which has the effect of causing the cam 57 to rotate again. last has made a revolution, the switch 131 closes and, as before, the clutch is disengaged and stops the rotation of the cam.
The completion of this second rotation of the cam has the effect of causing the opening of the stop switch 159, under control of the automatic counter, to cut off the excitation of the controller M and then stop the motor 26 in rendering the electromagnet 154 inoperative, and also, by opening contacts M-2, cutting off the excitation of the automatic cycle relay 1R.
However, the return rotation of the train. size by motor 91, if not yet completed, continues until the latch 147 pushes switch 145 against contact 145-B by energizing the electromagnet 6R and, consequently, l 'electromagnet 8R, to disconnect the armature NA from the conductors L-3 and L-4 and switch it on with the resistor <B> 155 </B> to brake the motor and stop it. To put the machine in electrical condition allowing gears to be cut with the usual number of teeth, switch 151 is opened.
In this way, the controller M of the main motor 26 is no longer slaved to the start and stop switches 152 and 158 and to the automatic stop switch 159.