FR2538729A1

FR2538729A1 - Procede de fabrication d'un element de cremaillere

Info

Publication number: FR2538729A1
Application number: FR8321093A
Authority: FR
Inventors: Peter Rowland Rogers; Rowland Rogers Peter
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1984-07-06
Anticipated expiration: 2003-12-30
Also published as: JPH0319009B2; GB2132513B; GB2132513A; US4641406A; DE3346462A1; FR2538729B1; DE3346462C2; IT1161550B; JPS59161227A; IT8368372A0

Abstract

A.PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT DE CREMAILLERE. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE LES PROFILS IDEAUX APPARENTS ET LEUR DISPOSITION CORRESPONDENT A UNE PREVISION IDEALE DES DENTS DE CREMAILLERE SUIVANT UN ANGLE DE DENTS CONSTANT DE 18 30 PREDETERMINE SE SITUANT ENTRE LES ANGLES DE DENTS MAXIMUM ET MINIMUM DE 21 57 ET 15 00 DES DENTS DE CREMAILLERE DU RESEAU, EN CE QUE L'ON UTILISE UN RESEAU D'OUTILS DE COUPE CORRESPONDANT AUX PROFILS DES DENTS DE LA CREMAILLERE, QUI SONT SOUMISES ENSUITE A DES OPERATIONS, TELLES QUE ALESAGE, FORGEAGE ET EMBOUTISSAGE A LA PRESSE. C.L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT DE CREMAILLERE.

Description

Procédé de fabrication d'un élément de crémaillère ".

L'invention concerne un procédé de fabri-

cation d'un élément de crémaillère comportant un réseau longitudinal de dents de crémaillère destinées à venir en prise avec un pignon à dents héKlicoidales, de façon que la rotation du pignon produise le déplacement de l'élément de crémaillère Ces dernières combinaisons sont bien connues dans la technique des systèmes de direction pour véhicules, et sont appelées engrenages à pignon et crémaillère.

L'invention concerne plus particulière-

ment la formation ou fabrication d'un élément de crémail-

lère du type appelé ci-après "type spécifiée, comportant un réseau longitudinal de dents de crémaillère destinées à venir en prise avec un pignon à dents hélicoïdales de pas constant, de façon que la rotation du pignon provoque le déplacement de l'élément de crémaillère le long de

l'axe longitudinal de cet élément, et dans lequel certai-

nes au moins des dents de crémaillère sont des dents à rapport et à pas variables, avec des formes variant dans le sens de la largeur de la crémaillère, les angles des dents, dans le plan de la crémaillère, étant dirigés dans le sens de la largeur de ces dents et s'inclinant par rapport à l'axe longitudinal, et les angles des dents variant entre dents adjacentes de façon que, lorsque les dents à rapport variable viennent en prise avec le pignon au cours du déplacement de 1 ' élément de crémaillère, ces

dents produisent une variation relativement douce du rap-

port d'entraînement entre le pignon et l'élément de cré-

crémaillère O

Un élément de crémaillère du type spéci-

fié ci-dessus, associé à un pignon hélicoïdal classique, est couramment connu sous le nom d'engrenage à pignon et crémaillère à rapport variable, et l'on peut trouver un exemple de cet engrenage dans le Brevet Britannique RO 1 356 172 initialement destiné à une direction de véhicule. Dans un engrenage à pignon et crémaillère à rapport constant, les dents de crémaillère sont à pas fixe, présentent une meme forme constante sur toute leur largeur, et sont parallèles dans le sens de la largeur,

de sorte que toutes ces dents présentent le même angle.

Un tel élément de crémaillère à rapport constant est classiquement obtenu par une technique d'alésage simple dans laquelle un ensemble d'outils coupants de même forme, correspondant au profil de la gorge formée entre chaque

paire de dents adjacentes du réseau se déplace paral-

lèlement, et le long de l'angle des dents, par rapport à une pièce à usiner de laquelle l'élément de crémaillère permet de fabriquer, par coupes simultanées les dents de

crémaillère à rapport constant et à un pas requis.

Cependant, dans le cas d'un élément de crémaillère à rapport variable du type spécifié, il faut faire varier à la fois l'angle et la forme des dents entre deux ou plusieurs dents adjacentes du réseau (rapport

variable) Cette variation peut ne concerner qu'une par-

tie seulement du réseau de dents de crémaillère, de façon que les dents d'une ou plusieurs longueurs partielles du

réseau puissent être destinées à fournir un rapport cons-

tant lorsqu'elles viennent en prise avec le pignon,

tandis que les dents (à rapport variable) d'une ou plu-

sieurs autres parties du réseau sont destinées à fournir le rapport variable caractéristique O le pas effectif varie lorsque le pignon se déplace sur les dents dans ce secteur. En variante, les dents de l'élément de

crémaillère peuvent donner un rapport constamment varia-

ble conduisant à une légère variation du rapport lorsque le pignon se déplace d'une dent quelconque à une autre du réseau formé sur l'élément de crémaillère Du fait de la variation des angles des dents à rapport variable, à la fois en pas effectif et en forme (en particulier en ce qui concerne la variation des profils et des angles de flancs des surfaces latérales des dents), un problème se pose pour fabriquer ces dents avec précision (et d'une façon générale pour fabriquer le réseaux d'une manière qui soit économiquement et commercialement viable, et

conduise à la précision d'utilisation requise, en parti-

culier pour les engrenages de direction de véhicules.

La technique d'alésage simple au moyen d'un ensemble d'outils coupants comme décrit ci-dessus ne convient pas, essentiellement du fait des variations ci-dessus des angles des dents et des profils de ces

dents à rapport variable dans le sens de leur largeur.

Cependant, les propositions de l'art antérieur pour former les dents utilisent un usinage électrique, qui semble trop cher et trop lent; le forgeage à la presse qui nécessite des investissements considérables ne semble pas convenir du fait qu'il faut déplacer trop de métal dans la pièce à usiner initiale pour former les dents; enfin,

une technique d'alésage/forgeage, selon laquelle on com-

mence par former grossièrement un réseau de projections en saillie sur la pièce à usiner, par alésage, suivie d'un emboutissage de ces projections pour réduire leur

hauteur et leur donner les formes de dents caractéristi-

ques du réseau, semble là encore conduire à un trop grand déplacement de métal au forgeage pour que cette technique selon les propositions de l'art antérieur soit

commercialement acceptable.

On pourra trouver des descriptions des

propositions ci-dessus dans le Brevet Britannique n 1 356 172 mentionné plus haut, et dans le Brevet

Britannique N O 2 026 908.

L'invention a donc pour but de créer un procédé de formation ou de fabrication d'un élément de crémaillère du-type spécifié, permettant de s'affranchir

des inconvénients des propositions selon l'art antérieur.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de crémaillère du type spécifié, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à

(a) déterminer les profils idéaux apparents et leur dis-

position que devrait présenter le réseau respectif

d'intervalles entre les dents de crémaillère du ré-

seau de l'élément à former, ces profils idéaux appa-

rents et leur disposition correspondent à une prévi-

sion idéale des dents de crémaillère suivant un an-

gle de dents constant de 180301 prédéterminé se situant entre les angles de dents maximum et minimum de 21 571 et 15 00 des dents de crémaillère du réseau; (b) utiliser un réseau d'outilsde coupe correspondant respectivement exactement, en profil et en disposition, aux profils et à la disposition idéaux apparents du réseau d'intervalles de dents; (c) déplacer le réseau d'outils de coupe de manière à découper dans une pièce de métal à partir de laquelle on doit fabriquer l'élément de crémaillère, un réseau primaire de dents de crémaillère, ces outils de coupe se déplaçant parallèlement le long d'axes de coupe correspondant chacun à l'angle de dents constant, de manière à donner aux dents de crémaillère primaires l'angle de dents constant prédéterminé, et de façon que la section de chaque dent primaire dans un plan perpendiculaire à l'angle de dents, soit parfaitement constante sur toute la largeur de cette dent, les profils et la disposition des intervalles entre les dents primaires correspondant exactement aux profils et à la disposition idéaux apparents, et (d) soumettre les dents de crémaillère primaires à une opération à la presse permettant de repouser le métal de la pièce à usiner dans une position correspondant aux formes, à la disposition, et aux angles de dents requis pour les dents de crémaillère de 1 ' élément de crémaillère.

Dans la description ci-dessus, on indique

que le réseau d'outils de coupe correspond "exactement", dans son profil, aux profils idéaux présentés par les

intervalles entre dents vus suivant l'angle constant pré-

déterminé des dents Cela veut dire que les outils de coupe doivent correspondre à ces profils idéaux avec une précision qui, en pratique, facilite à la fois la coupe de la machine et l'emboutissage ultérieur à la presse de la pièce à usiner, en particulier dans la zone de la base des dents de crémaillère primaires Par exemple, les espaces découpés entre les dents de crémaillère primaires peuvent avoir leurs bases arrondies légèrement au-dessus de l'endroit o les bases doivent se situer pour les dents correspondantes de l'élément de crémaillère en fin

d'emboutissage et/ou comporter d'étroits passages augmen-

tant la profondeur effective des dents primaires à la

valeur requise pour les dents terminées.

L'invention concerne la fabrication de l'élément de crémaillère du type spécifié par un procédé constitué essentiellement de deux étapes Ce procédé consiste en premier lieu à découper les dents primaires dans une pièce à usiner, toutes les dents formant le même angle et chaque dent présentant une forme à section

constante sur toute sa largeur (mais cette forme et l'es-

pacement entre dents primaires variant à volonté le long du réseau), et en second lieu à soumettre les dents pri-

aires à une opération de forgeage à la presse, permet-

tant de repousser le métal de la pièce à usiner pour reformer et remettre en place les dents primaires suivant les besoins, de manière à leur donner la forme requise

pour obtenir l'élément de crémaillère à rapport variable.

Pour réduire les contraintes inutiles dans le métal au cours de l'opération d'emboutissage ou de forgeage à la presse, il est préférable d'usiner les dents primaires de la pièce, en leur donnant une forme, un angle et une disposition conduisant à un minimum de déplacement de métal au cours de l'opération ultérieure d'emboutissage ou de forgeage à la presse du réseau de

dents porté par l'élément de crémaillère Cette caracté-

ristique souhaitable peut être obtenue par un choix con-

venable de l'angle de dents utilisé pour déterminer le profil et la disposition des outils de coupe, ainsi que l angle de coupe utilisé pendant la formation des dents primaires.

En se rappelant que l'angle constant pré-

déterminé ci-dessus se situe entre les angles de dents

maximum et minimum du réseau de dents à former sur l'élé-

ment de crémaillère, il apparaît qu'au cours de l'opéra-

tion d'emboutissage, le métal de certaines des dents primaires se déplace axialement dans un certain sens de la pièce à usiner, tandis que le métal des autres dents primaires se déplace axialement dans l'autre sens, 1 sidéal étant que les déplacements de métal dans les deux

sens opposés s'équilibrent de manière à réduire au mini-

mum la quantité de métal déplacée.

Pour cela, l'angle des dents constant prédéterminé ci-dessus, doit de préférence être égal à la moyenne entre les angles de dents maximum et minimum du réseau formé sur l'élément de crémaillère; cet angle de dents moyen est particulièrement intéressant lorsque les dents de crémaillère présentent une variation de rap- port sur toutes les dents du réseau, entre les angles

de dents maximum et minimum.

De préférence, on déplace simultanément le réseau d'outils coupants le long de leurs axes de coupe respectifs parallèles, pour découper le réseau primaire de dents de crémaillère Chaque outil de coupe du réseau peut se présenter sous la forme d'une bande

sans fin et les dents primaires peuvent ainsi être for-

mées de la même manière que par une technique de coupe

classique Cette dernière technique suivie d'une opéra-

tion d'emboutissage ou de forgeage à la presse relative-

ment sim-p Ie se prêtent d'elles-mêmes à une fabrication économique et commercialement viable d'un élément de

crémaillère à rapport variable du type spécifié.

L'invention concerne également un élément de crémaillère du type spécifié lorsqu'il est fabriqué

par le procédé selon l'invention.

L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels la figure 1 est une vue, dans le plan de la crémaillère, d'un élément de crémaillère du type spécifié destiné a être fabriqué par le procédé selon l'invention; la figure 2 représente le profil et la disposition des dents de crémaillère et des espacements respectifs de ces dents dans la moitié gauche du réseau formé sur l'élément de la figure 1, ce profil et cette disposition correspondant à une vue de chacune des dents de crémaillère suivant un angle de dents prédéterminé constant indiqué par-la flèche X de la figure I; et là figure 3 représente le profil, et la disposition des dents primaires découpées dans la pièce

à usiner par un réseau d'outils coupants dont les carac-

téristiques sont déterminées à partir du profil de la figure 2. L'élément de crémaillère à fabriquer,

représenté sur la figure 1, présente une structure géné-

rale pouvant être considérée comme d'utilisation classi-

que dans un système de direction de véhicule Cet élément est constitué d'une barre d'acier dont les extrémités

sont convenablement usinées pour s'accoupler à l'articu-

lation de direction 9 cette barre portant sur sa surface

un réseau longitudinal de vingt dents de crémaillère es-

pacées comme indiqué de 1 à 21 Les dents de crémaillère

sont destinées à venir en prise avec un pignon rotatif.

à dents hélicoïdales (non représentées) de l'engrenage

de direction, les dents du pignon présentant un pas cons-

tant et se trouvant disposées de manière à entraîner l'élément de crémaillère le long de son axe longitudinal

lorsquele pignon tourne.

Plus précisément l'élément de crémaillère venant en prise avec le pignon constitue un engrenages pignon et crémaillère à rapport variable classique dans lequel certaines au moins des dents de crémaillère sont des dents à rapport variable dont les formes varient dans le sens de la largeur de la crémaillère et dont les angles, orientés dans le sens de la largeur des dents

dans le plan de la crémaillère, varient entre dents adja-

centes, de façon que lorsque le pignon entraine l'élément de crémaillère, les dents à rapport variable produisent une variation du pas et par conséquent une variation du rapport d'entrainement entre le pignon et l'élément de crémaillère. Dans la présente forme de réalisation, la variation du rapport est destinée à être symétrique par rapport à la position médiane de la crémaillère cette position se situe au centre de l'intervalle de dents 11 (à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens de la largeur) De plus, les dents de crémaillère sont disposées de façon que celles situées dans la zone

centrale de la crémaillère produisent une démultiplica-

tion mécanique constante faible lorsqu'elles sont entrai-

nées par le pignon (et présentent donc un grand pas

effectif), tandis que les dents situées vers chaque ex-

trémité de la crémaillère produisent une démultiplication mécanique constante élevée lorsqu'elles sont entraînées

par le pignon (et présentent donc un pas effectif relati-

vement plus faible) Pour obtenir une transition douce de l'entraînement du pignon entre les zones de grand pas

et de faible pas, on utilise des réseaux de dents à rap-

port variable.

Comme les caractéristiques des rapports

d'engrenage entre la crémaillère et le pignon sont symé-

triques par rapport à l'intervalle de dents 11; et comme par conséquent les formes des dents dans le sens de leur largeur, les angles des dents (indiqués par les lignes

A à J) et les espacements respectifs entre dents adja-

centes, peuvent être considérés comme identiques des

deux cotés de l'intervalle 11 ci-dessus, on peut consi-

dérer à juste titre que lorsqu'on forme une demi-extré-

mité de la crémaillère (c'est-àèdire la demi-extrémité constituée des intervalles de dents 11 à 21), on obtient

de la même façon l'autre demi-extrémité de la crémaillère.

Compte tenu de ce résultat, les dents formées entre les espacements respectifs 11 à 18 sont des dents à rapport variable et, comme on peut le voir sur la figure 1, le pas effectif de ces dents diminue progressivement vers les extrémités de la crémaillère, les angles-des dents se modifiant comme indiqué par les lignes B à J et le profil ou forme de chacune des dents à rapport variable étant différent du profil des dents adjacentes, de la même manière que celle décrite dans le Brevet Britannique n O 1 356 172 Au contraire, les dents formées entre les intervalles de dents respectifs 18 à 21, sont des dents à rapport constant, de sorte que ces dents sont parfaitement identiques les unes aux autres, avec un pas constant entre elles et avec des angles de

dents identiques (comme indiqué par la ligne A).

Dans le présent exemple, les angles de dents A à 3 (comptés dans le plan de la crémaillère et

par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudi-

nal de l'élément de crémaillère) se réduisent à partir du centre de la crémaillère vers les extrémités de celle-ci, et passent, comme indiqué sur la figure 1, de 21057 ' à

15000 ' (les trois dents de chaque extrémité de la cré-

maillère présentant le même angle de 150) Comme indiqué précédemment, la variation de l'angle des dents et de la forme des dents à rapport variable dans le sens de leur

largeur, rend l'élément de crémaillère extrêmement diffi-

elle à fabriquer en pratique, d'une manière commerciale-

ment viable, et l'on pense que cette difficulté peut être

réduite en utilisant le procédé de fabrication décrit ci-

après.

Le procédé classique, qu'on peut considé-

rer comme le plus économique, pour fabriquer des dents de crémaillère à rapport constant, est le procédé de

coupe dans lequel un ensemble d'outils de coupe se dépla-

cent parallèlement sur la pièce à usiner en formant un angle prédéterminé par rapport à l'axe longitudinal de cette pièce pour couper progressivement et simultanément les dents avec le même angle et le même profil requis

pour chaque dent Dans la présente forme de réalisation,-

cette technique de coupe simple est utilisée dans la

mesure permise par les caractéristiques des dents à rap-

port variable qu'on veut obtenir en fin d'usinage, et de préférence de manière à retirer le maximum de matière de la pièce au moment de la coupe pour former un réseau de

dents primaires et d'intervalles correspondants permet-

tant dlobtenir facilement, par forgeage, les formes et les angles de dents finaux requis pour les dents de crémaillère, Compte tenu de cela, il est nécessaire,

avant la coupe, de déterminer les profil's et les disposi-

tions idéaux que doivent présenter les différents inter-

valles 1 à 21 entre les dents de crémaillère à former sur l'élément de crémaillère de la figure 1 On remarquera cependant que ces profils idéaux doivent varier suivant l Jangle sous lequel l'élément de crémaillère est vu idéalement dans le plan des dents de crémaillère, et

suivant un angle de dents prédéterminé En ayant idéale-

ment en vue les dents de crémaillère de la figure 1 sui-

vant un angle de dents prédéterminé formé entre les an-

gles de dents maximum et minimum des dents de crémaillère du réseau, il est possible d'obtenir un angle optimum qui, s'il était appliqué aux outils de coupe pendant l'opération de coupe indiquée ci-dessus, conduirait à la coupe classique d'une quantité de matière maximum pour former un réseau de dents primaires englobant la forme des dents de crémaillère et pouvant se modifier ensuite par un emboutissage à la presse pour prendre la forme de

dents finale par une opération efficace et économique.

Le profil idéal des dents de crémaillère à utiliser pour déterminer les caractéristiques de coupe des dents primaires dans une pièce a usiner destinée à former l'élément de crémaillère, est de préférence un

profil résultant d'une vue idéale des dents de crémail-

lère dans une direction correspondant approximativement

à l'angle de dents moyen, entre les angles de dents maxi-

mum et minimum du réseau formé sur l'élément de crémail-

1 ère, Sur la figure 1, les angles de dents maximum et minimum sont respectivement de 210571 et

15000 ', de sorte que l'angle de dents moyen est-approxi-

mativement-de 18030 'l Si l'on considère maintenant idéa-

lement chacune des dents de crémaillère de la figure 1 dans le sens de la flèche X du plan de la crémaillère, et

si cette direction correspond à l'angle de-dents moyen-

prédéterminé ci-dessus, d'environ 180301, le profil de dents résultant des espacements idéalement visibles entre dents de crémaillère, est celui représenté sur la figure 2 Pour plus de simplicité, on n'a seulement représenté sur la figure 2 que la moitié de la crémaillère de gauche dans laquelle les zones hachurées lla à 21 a indiquent le profil idéal présenté par les espacements 11 à 21 vus dans la direction de la flèche X. Après avoir déterminé le profil idéal des espacements lla à 21 a, il faut ensuite que si l'on usine la pièce par des outils coupants pour retirer la matière suivant les profils et la disposition respectifs des zones-hachurées lla à 21 a, d e façon que les profils respectifs restent constants sur toute la largeur de la pièce avec un angle de dents prédéterminé constant de 18030 ', on obtienne ainsi, sur la pièce à usiner, un réseau de dents primaires englobant la forme finale des

dents de crémaillère à former sur l'élément de crémail-

lère. On utilise ainsi un ensemble d'outils de coupe dont chaque outil correspond exactement, en profil et en disposition, aux profils et disposition respectifs des intervalles de dents idéaux lla à 21 a (et également bien sur aux intervalles de dents idéaux correspondant aux intervalles de dents 1 à 10) Cet ensemble d'outils de coupe est alors utilisé pour découper, dans une barre 22 à partir de laquelle on doit former l'élément de crémaillère (voir figure 3), un réseau primaire de dents de crémaillère à intervalles de dents respectifs llb à

21 b Pour former le réseau primaire de dents de crémail-

lère, on déplace les outils de coupe parallèlement le long des axes de coupe, chaque outil correspondant à l'angle de dents constant ci-dessus de 180301 par rap- port à un plan radial, en partant de l'axe longitudinal

de la barre 22.

Par suite, la section de chaque dent primaire dans un plan perpendiculaire à l'angle de dents constant, est parfaitement constante spr toute la largeur de cette dent, et les profils et disposition des espaces compris entre dents primaires correspondent exactement aux profils idéaux apparents et à la disposition des intervalles de dents idéaux lla à 21 a, comme indiqué sur

la figure 2.

On remarquera, en comparant les inter-

valles de dents de la figure 3 aux intervalles de dents idéaux de la figure 2, que de légers écarts de profils sont possibles pour faciliter l'opération d'alésage et/ou d'emboutissage à la presse à laquelle on soumet ensuite la pièce à usiner 22 On constate par exemple que l'alésage en un point ou en un sommet précis n'est

pas pratique, car il conduit à une durée de vie économique-

ment trop courte de l'outil; par suite, les sommets idéaux formés par les bases des intervalles de dents idéaux lia à 1:3 a ont été creusés en rainures 23 à la base des intervalles de dents correspondants llb à 13 b des dents primaires De plus, les bases des intervalles de dents idéaux 14 a à 21 a ont été arrondies au moment de la coupe de ces intervalles 14 b à 21 b pour augmenter la durée de vie des outils de coupe de ces intervalles sur

la pièce à usiner 22.

La formation finale des dents de crémail-

lère représentées sur la figure 1 est obtenue en soumet-

tant les dents primaires de la pièce à usiner 22 à une opération d'emboutissage à la presse au cours de laquelle le matériau de la pièce à usiner se trouve repoussé de façon que les dents primaires soient déformées, suivant les besoins, pour prendre les formes, la disposition, et les angles de dents des dents de crémaillère de la figure 1 L'opération d'emboutissage ou-forgeage à la presse est une technique bien connue et très précise de mise en forme d'une pièce métallique, et ne nécessite donc pas d'être décrite plus en détail ici Il suffit de remarquer que les matrices d'emboutissage ou de forgeage doivent avoir un profil interne précis, complémentaire de celui

des dents de crémaillère-de la figure 1, de manière à.

repousser la matière des dents primaires pour leur donner les formes de dents requises de l'élément de crémaillère

lorsque ces formes d'emboutissage ou de forgeage se refer-

ment sur la pièce à usiner 22.

Du fait que les dents primaires de la pièce à usiner 22 ont été découpées avec un angle de dents constant de 18 301 (correspondant approximativement à l'angle de dents moyen de l'élément de crémaillères) la matière de certaines des dents primaires est repoussée axialement dans un certain sens de la pièce à-usiner, tandis que la matière des autres dents primaires se trouve repoussée axialement en sens inverse Cela est

très utile pour obtenir un effet d'équilibrage des pres-

sions dans la forme d'emboutissage, et également pour réduire au minimum l'amplitude de déformation axiale de chacune des dents primaires et la remise en forme de cette dent au cours de l'opération d'emboutissage à la

presse, pour obtenir la forme de dent finale correspon-

dant à cette dent primaire sur l'élément de crémaillère.

Dans cette dernière remise en forme des dents primaires, les rainures 23 formées au cours de l'opération de coupe pour augmenter la hauteur des dents primaires (de préférence à la hauteur requise des dents de crémaillère terminées), peuvent servir à faciliter la déformation du métal au cours de l'emboutissage; cela

est également vrai pour "l'arrondi" formé à la base des -

intervalles 14 b à 21 b Si cela est nécessaire, ce dernier arrondi peut se faire dans les dents primaires à des endroits légèrement plus-élevés (comme indiqué par les pointillés des bases des intervalles de dents 15 b à 21 b, et de l'ordre de 0,15 mm) que les endroits correspondant

aux bases à former dans les dents de crémaillère corres-

pondant aux dents primaires ci-dessus Cela doit, pense-

t-on, faciliter le déplacement de la matière au-cours

de l'emboutissage ou le forgeage et réduire les contrain-

tes indésirables dans les dents finalement obtenues (par exemple en permettant l'application d'un effort plus élevé aux extrémités de la forme d'emboutissage pendant l'opération d'emboutissage ou de forgeages de manière à équilibrer les efforts nécessaires entre le centre et

les deux extrémités de la crémaillère).

Les forces internes auxquelles les foi-

mes sont soumises au cours d'une opération d'emboutissage

ou de-forgeage de métal, sont considérables, en particu- lier dans le cas d'une pièce à usiner volumineuse telle qu'un élément de

crémaillère Pour supporter ces forces, les parois de la matrice d'emboutissage ou de forgeage doivent normalement être d'épaisseur considérable Compte

tenu de cela, les extrémités de la crémaillère représen-

tée sur la figure I sont de préférence munies de cavités

en creux 24 (voir figure 3)> La longueur axiale de cha-

que cavité 24 est beaucoup plus grande qu'un intervalle

de dent et une paroi de matrice d'emboutissage ou de for-

geage d'épaisseur considérable peut venir se loger dans la cavité 24 pour supporter les pressions de la matrice et supporter la dent de crémaillère extrême voisine de

la paroi de la matrice, contre une fracture ou une mal-

formation possibles Les cavités 24 sont convenablement

découpées en même temps que les dents primaires.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 ) Prodédé de fabrication d'un élément de crémaillère du type spécifié, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à (a) déterminer les profils idéaux apparents et leur dis- position que devrait présenter le réseau respectif

d'intervalles entre les dents de crémaillère du ré-

seau de l'élément à former, ces profils idéaux appa-

rents et leur disposition correspondent à une prévi-

sion idéale des dents de crémaillère suivant un angle de dents constant de 180301 prédéterminé se situant entre les angles de dents maximum et minimum de 21 57 ' et 15000 des dents de crémaillère du réseau (b) utiliser un réseau d'outils de coupe correspondant

respectivement exactement, en profil et en disposi-

tion, aux profils et à la disposition idéaux appas rentg du réseau d'intervalles de dents; (c) déplacer le réseau d'outils de coupe de manière à découper dans une pièce de métal ( 22) à partir de laquelle on doit fabriquer l'élément de crémaillère, un réseau primaire de dents de crémaillère, ces outils de coupe se déplaçant parallèlement le long dlaxes de coupe correspondant chacun à l'angle de dents constant, de manière à donner aux dents de

crémaillère primaires l'angle de dents constant pré-

déterminé, et de façon que la section de chaque dent primaire dans un plan perpendiculaire à l'angle de

dents, soit parfaitement constante sur toute la lar-

geur de cette dent, les profils et la disposition des intervalles entre les dents primaires correspondant exactement aux profils et à la disposition idéaux apparents, et (d) soumettre les dents de crémaillère primaires à une opération à la presse permettant de repousser le métal de la pièce à usiner ( 22) dans une position correspondant aux formes, à la disposition, et aux angles de dents requis pour les dents de crémaillère

de l'élément de crémaillère.

) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de dents constant prédé- terminé correspond sensiblement à l'angle de dents moyen compris entre les angles de dents maximum et minimum des

dents de crémaillère du réseau de l'élément de crémail-

lère à former.

30) Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'opération

à la presse à laquelle sont soumises les dents primaires

de crémaillère, s'effectue par forgeage.

4 ) Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend

l'opération consistant à soumettre les dents de crémail-

lère primaires à une opération à la presse, permettant de repousser la matière de ces dents dans un certain sens axial de la pièce à usiner et dans le sens axial opposé,

pour obtenir un équilibrage parfait des pressions appli-

quées à cette pièce.

) Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend -

l'étape consistant à découper le réseau primaire de

dents de crémaillère par une opération d'alésage.

) Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend

l'opération consistant à couper dans la pièce de métal à usiner ( 22), au cours de la formation du réseau primaire de dents de crémaillère, des rainures ( 23) se situant à la base des dents de ce réseau primaire pour faciliter

la déformation du métal au cours de l'opération ultérieu-

re à la presse.

) Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend

l'étape consistant à déplacer simultanément tous les

outils de coupe du réseau, par rapport à la pièce à usi-

ner ( 22), pour découper le réseau primaire de dents de

crémaillère-