CH620628A5

CH620628A5 -

Info

Publication number: CH620628A5
Application number: CH253678A
Authority: CH
Inventors: Henry Joseph Flair
Original assignee: Illinois Tool Works
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1980-12-15
Also published as: BR7801631A; BE866632A; US4122609A; JPS53137372A; FR2389442A1; GB1601412A; CA1083342A; AU3347478A; DE2810515A1

Description

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples et sur lesquels :

la fig. 1 est une vue en plan, avec arrachement partiel, d'un appareil de traçage selon l'invention utilisé pour le contrôle d'un profil;

la fig. 2a est une coupe transversale partielle de la partie supérieure de l'appareil représenté sur la fig. 1 ;

la fig. 2b est une coupe transversale partielle de la partie inférieure de l'appareil de la fig. 1, les fig. 2a et 2b pouvant être jointes suivant les lignes 2a-2a et 2b-2b;

la fig. 3 est une vue en bout de l'appareil de la fig. 1 ; et la fig. 4 est une élévation partielle d'une variante de l'appareil selon l'invention conçue pour l'usinage d'une roue en étoile plutôt que pour le contrôle de son profil, comme c'est le cas de l'appareil représenté sur les fig. 1 à 3.

Les fig. 1 à 3 représentent l'appareil selon l'invention dans une utilisation pour le contrôle du profil d'un pignon en étoile. Cet appareil comprend un châssis 10 qui supporte les différents éléments. Le pignon 12 en étoile est monté sur un arbre 14 tournant autour d'un axe 15 dans un alésage 16 où il est maintenu par des paliers 18 et 20. L'extrémité supérieure de l'arbre 14 comporte un tronçon 22 de diamètre réduit pénétrant dans l'ouverture centrale 24 du pignon en étoile afin que ce dernier soit maintenu sur ledit tronçon de diamètre réduit qui s'évase légèrement du haut vers le bas.

Dans la forme de réalisation représentée, le pignon 12 en étoile comporte six bossages ou dents 26. L'extrémité inférieure de l'arbre 14 porte une roue dentée 28 de grand diamètre, montée sur un moyeu 29 et engrenant avec un pignon 30 qui est fixé à l'extrémité inférieure d'un second arbre 32 dont l'axe 33 est parallèle à l'axe 15 de l'arbre 14. Le rapport entre le nombre de dents de la

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roue dentée 28 et le nombre de dents du petit pignon 30 est déterminé en fonction du nombre de bossages ou de dents du pignon en étoile. Dans la forme de réalisation représentée, la roue dentée comporte six fois plus de dents que le petit pignon 30.

L'arbre 32 est maintenu dans un alésage 34 par des paliers 36 et 38. L'extrémité supérieure de cet arbre 32 supporte un bloc 40 de montage qui présente une rainure 41 en R destinée à recevoir des écrous 42 et 44 de blocage de boulons correspondant 50 et 52 utilisés pour le réglage et la fixation d'un grand disque excentrique 54 sur le bloc 40. La fonction du disque excentrique 54 est de faire osciller un indicateur de profil 56 afin de le rapprocher et de l'éloigner du pignon 12 en étoile dans la direction d'une ligne imaginaire indiquée en 58 sur la fig. 1, et également de commander un mouvement simultané de l'indicateur 56 dans la direction d'une ligne 60 qui est perpendiculaire à la ligne 58, alors que le pignon 12 en étoile tourne sur son axe. Ces deux mouvements combinés permettent à un rouleau palpeur 62, qui porte contre le profil du pignon 12, de suivre un trajet correspondant au profil parfait d'un pignon en étoile. Tout écart par rapport à ce profil parfait est ainsi indiqué par l'indicateur 56.

Le rouleau 62 est monté entre des pointes 64 et 66. La pointe supérieure 66 est repoussée vers le bas par un ressort 68 sous une pression déterminée pouvant être réglée à l'aide d'une vis 70. L'extrémité inférieure du ressort hélicoïdal 68 porte contre un disque 72 fixé sur l'extrémité inférieure de la vis de réglage 70, alors que son extrémité supérieure porte contre la surface supérieure 74 d'un support 76 de forme en E. Une plague de pression 78 est vissée dans le support 76 et la pointe 81 du palpeur de l'indicateur de profil classique 56 porte contre cette plaque 78. La pression initialement établie entre le palpeur 80 et la plaque 78 peut être réglée à l'aide d'un bouton 82 qui permet d'ajuster à la valeur souhaitée la compression d'un ressort 84.

L'indicateur 56 peut également comporter un capteur électrique conçu pour transmettre un signal à un dispositif électrique d'enregistrement. Cet indicateur 56 est monté sur un coulisseau flottant 57 pouvant se déplacer librement en avant et en arrière. Des billes 88 et 90 de roulement sont disposées dans des gorges 92 et 94, respectivement, afin de permettre le mouvement libre de l'indicateur 56 et de son support coulissant 57 par rapport au bâti 96 qui est fixé à l'élément coulissant 86.

Le positionnement initial du pignon 12 en étoile sur le tronçon 22 de l'arbre 14 est réalisé à l'aide de cales du type Johann-son, introduites entre des blocs fixes 98 et 100 de mesure qui présentent une surface plane de précision et qui sont disposés perpendiculairement l'un à l'autre. Une cale est placée entre le bloc 98 et la partie haute d'une dent 26a de manière à assurer,

avec une cale placée entre le bloc 100 et les dents 26b et 26c, le positionnement initial précis du pignon 12 en étoile, comme montré sur la fig. 1, le centre de la dent 26d étant aligné sur le centre du rouleau 62. Une vis de réglage 102, représentée sur la fig. 2a, est utilisée pour le positionnement et le blocage initial de l'excentrique après qu'un nouveau pignon en étoile a été mis en place. Des vis de réglage 104 et 106 sont utilisées pour ajuster l'excentricité du disque 54.

Le type de commande utilisé avec l'arbre 32 n'est pas essentiel. La fig. 2b montre un exemple de mécanisme de commande. Les positions relatives des fig. 2a et 2b sont indiquées par les lignes 2a-2a et 2b-2b qu'il convient de faire coïncider pour obtenir la position convenable des éléments représentés sur la fig. 2b par rapport à ceux montrés sur la fig. 2a. Un moteur 107 attaque un réducteur classique 108 à engrenage, qui lui-même est relié à

l'arbre 110 afin de le faire tourner. Cet arbre est relié à un moyeu 112 qui supporte le pignon 30. Un second moteur 113 peut être monté sur un élément 114 du châssis faisant saillie vers le bas, si cela est souhaité, pour entraîner la bande de papier d'un enregistreur relié au capteur électrique de l'indicateur 56.

Le mouvement alternatif du coulisseau 86 suivant l'axe 58 est obtenu par simple déplacement de ce coulisseau 86 par rapport à une plaque de support 116. Le coulisseau 86 présente une ouverture centrale 87 qui loge le disque excentrique 54. La commande du mouvement du coulisseau 86 suivant l'axe 60, qui est perpendiculaire à l'axe 58, est cependant obtenue d'une manière totalement différente. Une broche 118 est fixée à une embase 120 qui elle-même est fixée à la plaque de support 116 par des vis 122 et 124. Une première extrémité de la broche 118 est montée dans un support 126 qui présente un trou 128 recevant la broche 118 et un palier à billes 130 de manière que cette extrémité de la broche 118 puisse se déplacer librement dans les deux sens, dans la direction de l'axe 58, par rapport au support 126. De même, l'autre extrémité de la broche est montée dans un second support 136 qui présente également un trou 138 logeant un palier à billes 140 qui permet à cette extrémité de la broche de se déplacer dans la direction de l'axe 58. Deux disques 142 et 144 sont destinés à comprimer un ressort 146 qui entoure la broche 118, entre les disques 142 et 144. Ce ressort 146 tend donc à pousser vers l'avant la broche 118, car le disque 142 est fixé au support 126 alors que le disque 144 est fixé à la broche 118. L'ensemble des éléments décrits ci-dessus permet au coulisseau oscillant 86 de se déplacer dans la dirèction de l'axe 60 qui est perpendiculaire à la direction de son mouvement alternatif le long de l'axe 58. Le rouleau palpeur 62 étant fixé au coulisseau 86, il suit donc le profil souhaité pour un pignon en étoile parfait.

Dans le cas où, au lieu de vérifier le profil d'un pignon en étoile, il est souhaité de réaliser un tel pignon, l'indicateur 56 et le rouleau 62 peuvent être remplacés par le mécanisme 149 d'usinage représenté sur la fig. 4. Ce mécanisme 149 peut être fixé au coulisseau 86 par une plaque de base magnétique ou tout autre élément de support soutenant un bâti 150 qui lui-même supporte un moteur électrique 152 monté verticalement. L'arbre 154 du moteur 152 porte un certain nombre de poulies 156 de réglage de vitesse. Ces poulies 156 entraînent, par l'intermédiaire d'une courroie 158, un second groupe de poulies 160 de réglage de vitesse. Les poulies 160 sont fixées sur l'extrémité supérieure d'un arbre 162 qui entraîne une fraise 164 fixée à son extrémité inférieure. Le mécanisme 149 d'usinage et la fraise 164 représentés sur la fig. 4 exécutent donc le même mouvement que celui de l'indicateur 56 et du rouleau 62 représentés sur les fig. 1 à 3. Un pignon en étoile de très grande précision peut ainsi être usiné à l'aide du mécanisme représenté sur la fig. 4, monté sur la même machine de base, à la place de l'élément coulissant 57 et de l'indicateur 56 qui sont utilisés pour la vérification du profil d'une roue en étoile.

Le mécanisme de base de l'appareil selon l'invention peut donc être utilisé à la fois pour la fabrication et la vérification du profil d'une roue en étoile à mouvement orbital. De plus, lorsque l'appareil est utilisé pour une vérification, tous les points de la roue en étoile sont contrôlés, du fait que l'excentrique 54 et cette roue sont mis en rotation ensemble, la roue en étoile étant soumise à un mouvement de rotation alors que le coulisseau oscillant de vérification ou le mécanisme d'usinage est soumis à un mouvement alternatif le long de l'axe 58 et, en même temps, à un mouvement dans la direction de l'axe 60 qui est perpendiculaire à l'axe 58.

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Claims

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REVENDICATIONS

1. Appareil de traçage du profil d'une roue en étoile à mouvement orbital, comportant un nombre prédéterminé de dents, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un premier support destiné à la roue en étoile ou à une ébauche de roue en étoile, un premier dispositif de commande destiné à faire tourner le premier support et la roue en étoile à une vitesse angulaire prédéterminée, un dispositif de traçage de profil placé à proximité de la roue en étoile ou de l'ébauche de roue en étoile, un second support destiné au dispositif de traçage, un second dispositif de commande relié à un excentrique pour le faire tourner à une vitesse angulaire qui est sensiblement égale à celle de l'ébauche de la roue en étoile, multipliée par le nombre de dents de cette roue, l'excentrique étant relié au second support de manière à faire exécuter au dispositif de traçage un mouvement alternatif suivant un axe passant par le centre de la roue en étoile ou de son ébauche, des éléments de guidage, reliés au second support, permettant au dispositif de traçage d'être également entraîné par l'excentrique, dans une direction à peu près perpendiculaire à celle dudit axe, sans que ce dispositif de traçage tourne sensiblement.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de traçage est un instrument de contrôle de profil, le premier support comprenant un élément coulissant qui est conçu de manière à pouvoir exécuter un mouvement alternatif en coulissant le long dudit axe sous l'effet de l'interaction d'une roue en étoile, montée sur le premier support, et de l'instrument de contrôle de profil.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'instrument de contrôle de profil comprend un palpeur ayant une forme cylindrique allongée et dont l'axe longitudinal est orienté à peu près verticalement, ce palpeur portant contre la roue en étoile.
4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de traçage de profil est un dispositif d'usinage qui réalise une roue en étoile à partir d'une ébauche placée sur le premier support.
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'usinage comprend un organe de coupe cylindrique et allongé, qui tourne autour d'un axe orienté à peu près verticalement et qui porte contre l'ébauche de la roue en étoile.
6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier dispositif de commande comprend un premier arbre disposé verticalement et dont l'extrémité supérieure porte la roue en étoile ou l'ébauche de la roue en étoile, de manière que l'axe central de cette roue ou de ladite ébauche soit orienté verticalement, le second dispositif de commande comprenant un second arbre vertical dont l'extrémité supérieure est reliée à l'excentrique, l'extrémité inférieure du premier arbre portant une roue dentée alors que l'extrémité inférieure du second arbre porte un pignon plus petit que la roue dentée et qui engrène avec celle-ci, le rapport du nombre de dents de la roue dentée au nombre de dents du pignon étant égal audit nombre prédéterminé de dents de la roue en étoile.
7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de guidage comprennent une plaque de support contre laquelle le second support coulisse lorsque le dispositif de traçage est entraîné de manière à exécuter un mouvement alternatif le long dudit axe, une broche, dont l'axe est orienté à peu près perpendiculairement audit axe, étant reliée à la plaque de support, un organe élastique tendant à déplacer à force cette broche vers la plaque de support et des paliers permettant à ladite broche et à ladite plaque de support d'être entraînées par l'excentrique, contre la force de l'organe élastique, dans ladite direction perpendiculaire à l'axe, sur une course limitée.
8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des premier et second blocs de mesure de précision à surface plane sont disposés perpendiculairement entre eux,

à proximité de la roue en étoile placée sur le premier support, de manière à présenter des surfaces de positionnement pour des cales du type Johannson afin d'assurer un positionnement initial précis de la roue en étoile sur l'appareil.

On connaît des mécanismes appelés Gerotor qui sont des dispositifs formant des chambres extensibles et contractables mettant un fluide sous pression. Un type particulier de dispositifs Gerotor largement commercialisé comprend une enveloppe de forme à peu près cylindrique et annulaire, qui présente un certain nombre de dents intérieures. Un élément ou pignon en étoile comporte une denture extérieure ayant au moins une dent de moins que l'enveloppe ou l'élément annulaire, et engrenant avec cet élément annulaire. Le pignon en étoile exécute un mouvement épicycloïdal de manière que son axe parcoure une orbite autour de l'axe de l'élément annulaire.

Diverses formes de réalisation de mécanismes Gerotor utilisant un pignon en étoile à mouvement orbital du type auquel l'invention se rapporte sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N05 1682563, 3283723, RE 25291, 3270683, 3272142 et 3514234.

Dans l'art antérieur, l'usinage de précision et le contrôle du profil d'une roue en étoile ont soulevé certains problèmes. En particulier, il s'est avéré particulièrement difficile de contrôler avec une grande précision le profil d'un pignon en étoile par la mise en œuvre d'un équipement normalisé de contrôle de pignons d'engrenage.

L'appareil selon l'invention, qui est défini dans la revendication 1, trace le profil d'une roue en étoile avec une grande précision et peut donc être utilisé soit pour le contrôle de la précision du profil d'une roue en étoile achevée, soit pour la réalisation d'une roue en étoile à profil très précis à partir d'une pièce cylindrique.