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"Procédé pour la taille dengrenages".
La présente invention- concerne la taille, par généra- tion, des engrenages et spécialement des engrenages coniques, hy- perboliques et hypoïdes.
La taille de tels engrenages est très délicate car elle doit se faire de telle façon que la précision obtenue soit très grande ; en outre, les surfaces de flancs des (dents des deux engre- nages en prise doivent, malgré leur forme complexe, être correcte- ment conjuguées.
Les procédés et les machines actuellement employés pour; la taille, par génération, des engrenages coniques hyperboliques i et hypoïdes sont très compliqués et basés, en général, sur l'ac- tion indépendante des différents mouvements nécessaires, respec- tivement, pour effectuer la coupe, la génération, l'avancement et la division.
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La coordination de ces différents mouvements individuels est très délicate à réaliser et les difficultés sont encore accrues par la nécessité d'introduire certaines corrections dans les mou- vements et les positions relatives de l'outil et de la roue, no- tamment pour obtenir une portée rationnelle entre les surfaces des flancs (bearing) ainsi que pour exécuter certaines tailles parti- culières telles que l'hypoïde, par exemple. C'est pour ces diffé- restes raisons que les machines actuellement employées sont si com- plexes, encombrantes et délicates et offrent tant de difficultés dans leur emploi à l'atelier; le calcul des réglages de leurs différents organes, au bureau d'étude, offre aussi de sérieuses complications et difficultés.
On s'est efforcé de trouver des méthodes de taille permettant une simplification des machines à tailler par géné- ration. On a réussi par exemple à rendre continu le mouvement de division, mais, en général, les quelques avantages de ces machines par rapport à celles généralement employées actuellement ne sont pas assez importants pour permettre un succès industriel.
Le but principal de la présente invention est de dimi- nuer considérablement le temps d'usinage de la denture des engre- nages coniques, hyperboliques et hypoïdes. Un deuxième but est de permettre l'emploi de machines à tailler capables d'une production supérieure aux machines connues tout en étant plus robustes et plus simples et par conséquent moins chères que les machines existantes.
Un autre but est aussi de rendre plus aisée la conduite en atelier de ces machines nouvelles permettant, de ce fait, l'emploi d'une main-d'oeuvre moins spécialisée.
Un autre but encore vise à obtenir que le travail, au bureau d'étude, pour le calcul de réglages des différents or- ganes des machines à tailler soit beaucoup plus simple.
Un but recherché et atteint est de permettre à une seule machine et à un seul outil de pouvoir tailler simultanément plusieurs engrenages.
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L'objet principal du présent brevetest un procédé nou- veau pour la taille des engrenages, spécialement des engrenages coniques, hyperboliques et hypoïdes.
L'objet subsidiaire est une nouvelle conception d'ou- tils capables de pouvoir appliquer industriellement ce procédé original.
D'autres objets de la présente invention vont apparat- tre dans les explications qui suivent et dans l'énoncé des revendi- cations.
Ce nouveau procédé, sauf rares exceptions, est appli- cable pour la taille de tous les engrenages coniques, hyperboli- ques et hypoïdes, quelle que soit la direction de la denture dans le sens de la longueur.
L'universalité de ce procédé permettant en outre de tailler des engrenages dont le profil des flancs des dents, dans le sens de la hauteur, est quelconque, on peut donc aisément sa- tisfaire à la tendance actuelle visant à établir de nouveaux pro- fils spéciaux s'écartant légèrement de l'octoïde et de la dévelop- pante standard.
D'autre part, un engrenage taillé d'après le présent procédé peut engrener correctement avec un autre engrenage taillé par diverses autres méthodes, par génération ou non.
LE PROCEDE.
Le procédé nouveau, objet principal de l'invention, consiste essentiellement à appliquer le mouvement de glissement particulier qui existe entre les flancs conjugués de deux roues hyperboliques ou autres dentées coniques/à axes "offset" pour tailler et générer simul- tanément l'une de ces deux roues conjuguées par la seconde, qui devient une roue-outil. Par roues coniques "offset" ou roues coni- ques à axes "offset", il faut comprendre deux roues coniques dont les axes ne sont ni parallèles, ni concurrents dans leur position normale d'engrènement.
La roue-outiJs se substitue donc essentiellement, dans ses mouvements et dans sa position, à l'une des deux roues d'un
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accouplement "offset" dont le deuxième roue est celle que l'on taille. Evidemment, les dents de la roue-outils seront agencées pour pouvoir tailler industriellement; mais pour l'établissement du processus de taille les mêmes dents seront considérées de lon- gueur infiniment petite.
Dès lors, contrairement aux procédés actuellement employés, les mouvements de coupe et de génération sont, ici, exécutées en même temps, par un moyen unique, en faisant repro- duire servilement, par la roue que l'on taille et par la roue- outil, les mouvements d'engrènement normaux de deux roues à axes "offset", c'est-à-dire en les faisant tourner autour de leurs axes respectifs dans le rapport de vitesses approprié. Il suffira, pour arriver à la taille continue jusqu'à la profondeur voulue, d'ajou- ter à ces mouvements de rotation un mouvement d'avance (d'enfon- cement), de manière à rapprocher progressivement la roue-outils et l'engrenage à tailler dans la direction de la profondeur des dents jusqu'à arriver à la profondeur normale d'engrènement.
Il est aisé de comprendre que la construction des ma- chines capables d'appliquer ce procédé sera très simple. Il suffit en effet de prévoir, sur le bâti de la machine, un support pour l'axe de la roue-outils, un deuxième support pour l'axe de l'engre- nage à tailler, une connexion entre ces deux axes pour la synchro- nisation de leur mouvement de rotation et des moyens pour permet- tre à un de ses axes ou même aux supports de ces axes de changer de position, afin de permettre le mouvement d'avance dans le sens de la profondeur des dents. initié
Pour permettre à l'homme de mé tier/à l'Art de la taille des engrenages de mieux saisir les particularités de cette nouvelle méthode, nous donnons, ci-après, quelques explications et dessins complémentaires dans lesquels:
les figures 1 et sont, respectivement, une vue laté- rale et une vue de face partielles de deux roues dentées à axes "offset" accouplées.
Les figures 3, 4 et 5 sont des schémas illustrant les
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mouvements relatifs entre le profil de coupe d'une dent-outil et les flancs d'une roue que l'on taille.
La figure 6 représente les empreintes faites par les dents-outils sur les flancs d'une roue que l'on taille.
La figure'7 est la vue en plan d'un pignon montrant une empreinte d'une dent-outil.
La figure 8 est la vue en plan d'un pignon montrant les empreintes de plusieurs dents-outils.
La figure 9 schématise partiellement la position relative de la noue-outil et du pignon qu'elle taille.
Les figures 10,11 et 12 représentent schématiquement quelques surfaces de coupe lorsqu'elles sont entrées respectivement à un tiers, deux tiers et dans toute la profondeur des dents à tailler.
En fait, si l'on étudie les mouvements relatifs entre les flancs conjugués des dents qui entrent en contact, respecti- vement d'une roue et d'un pignon à axes "offset", on constate un mouvement de glissement complexe qui peut se traduire par un dé- placement dans le sens de la profondeur des dents et un déplace- ment important dans le sens de la longueur des dents,,
Dans le but de fixer ces mouvements avec précision, considérons (figures 1 à 6) une dent b d'une roue x et plus par- ticulièrement le profil hkn obtenu par l'intersection d'une sur- face a avec les flancs et le sommet de la dite dent b; la roue x engrène avec un pignon ± à axe offset.
Lors de la rotation de ces deux roues x et g à axes "offset" autour de leur axe respectif, on constate les mouvements relatifs caractéristiques suivants:
L'arête h entre en contact avec le flanc par un point supérieur arrière i (figure 3). Cette arête glisse vers l'avant tout en restanttangente au flanc e jusqu'à atteindre finalement un point de contact inférieur (figure 4), qui se trou- ve non seulement à un niveau inférieur à celui du départ i, mais aussi dans une position différente sur la longueur du flanc consi- ,
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déré. L'arête a donc balayé une zone s(figure 6) de la surface du flanc c.
Par conséquent, si l'on considère cette même arête h comme étant un profil coupant, on pourra admettre que la zone s de la surface du flanc a pu être taillée et générée par ledit profil de coupe h par le simple fait d'avoir fait tourner le pignon ± et la roue à laquelle appartient la dent b autour de leur axe respectif. Poursuivant l'examen des mouvements du même profil on constate que l'arête k, du sommet, balaye une surface 1 dans le fond e du creux m du pignon il.. figures 4 et 6). Enfin, la deuxième arête latérale n entre en contact avec le deuxième flanc d dans des conditions inverses de celles constatées pour l'arête h, c'est- à-dire que le contact s'établit au point inférieur 0 pour se ter- miner au point supérieur 2 (figure 5) balayant ainsi sur le flanc d une zone q, (figure 6).
On peut donc, pour le deuxième flanc, appliquer exactement les mêmes considérations que pour le premier.
Une zone slg (figure 6) faisant partie des deux flancs et du fond du même creux, est, de ce fait, susceptible d'être taillée et gé- nérée par le profil hkn précité.
Dès lors, si on reprend la même dent b de la roue coupeuse et qu'on la sectionne par une &érie de surfaces, telles que a sensiblement parallèles et échelonnées sur toute la lon- gueur de la dent, on obtiendra une série de profils d'intersection hkn, h'k'n', h"k"n" etc. A chacun de ces profils il est possible d'appliquer les mêmes considérations que, pour la première section hkn, c'est-à-dire que chacune de ces sections balayera une zone dif- férente, respectivements'1'o' s"l"q" etc... (figure 6); toutes ces zones avoisinent et se répartissent sur toute la longueur de la dent du pignon.
Les figures explicatives complémentaires 7 .et 8 permet- tent mieux encore de comprendre le processus de taille. Dans la fi- gure 7, le pignon il.. que l'on taille est représenté en plan et laisse apparaître l'empreinte unique slq laissée par le passage du seul profil de coupe hkn mis en oeuvre. Celui-ci tourne autour de l'axe
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x qui est celui de la roue dentée dont le profil de coupe hkn fait partie. Le pignon g que l'on taille, tourne aussi autour de son axe y-y. Dans la figure 8, on a représenté une série d'em- preintes slo- s'l'o' - s"l"o" etc..., taillées successivement par les profils de coupe hkn - h'k'n;' - h"k"n" etc.
Plus grand est le nombre de zones balayées (empreintes) plus petite est l'étendue de matière enlevée individuellement par et chaque outil/meilleur sera le fini des surfaces des flancs de cette dent. En effet, si la taille se faisait par un seul outil, ou plus exactement, par un seul profil de coupe (figure 7),cet outil devrait enlever la matière sur une telle étendue que les angles de coupe, et de dépouille seraient incompatibles avec les principes connus d'une taille rationnelle. Mais, conformément à l'invention, la taille est effectuée 1 ) par passes successives et ) par une série d'outils ou plus exactement de profils de coupe (figure 8).
Par ce double moyen on peut aisément obtenir que chaque outil, individuellement, enlève de la matière sur une très petite étendue,de telle manière que les angles de coupe et de dépouille soient maintenus dans des limites satisfaisantes. Il sera expliqué dans la suite, au cours de la description de l'outil, comment on peut atteindre d'une manière assez simple, un nombre suffisant d'empreintes et des variations dans les angles de coupe et de dépouille sans effet pernicieux.
Dès lors, si l'on considère deux roues conjuguées "offset" et qu'on imagine que les dents de l'une sont capables de couper suivant ce qui vient d'être exposé, dans une direction qui est sensiblement celle de la longueur des dents, on peut com- prendre que la deuxième roue a pu être taillée et générée par la première par le simple fait que les roues ont tourné autour de leur axe respectif.
Dans les figures 9,10, 11 et 12, on peut voir les différents stades de taille d'un pignon par une roue-outils présen- tant des surfaces de coupe successives b'b"b'''. selon le procédé, objet de l'invention. La taille se fait progressivement en rappro-
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chant l'outil du pignon que l'on taille pendant que tous deux tour- nent autour de leur axe jusqu'à arriver à la profondeur normale d'engrènement; le pignon est taillé lorsque cette position est at- teinte. La figure schématise partiellement une tête d'outil atta- quant un pignon, montrant ainsi la position relative entre la roue- outils x et le pignon que l'on taille.
Les figures 10,11 et 12 représentent l'outil et le pignon respectivement lorsque l'outil est rentré à peu prés à un tiers de la profondeur des dents à tailler, à deux tiers de cette profondeur et à la profondeur normale d'engrènement.
10, 11 et Dans les figures/12 on a indiqué des copeaux t montrant ainsi, d'une manière plus imagée, comment s'opère la taille à l'in- stant considéré dans cette figure.
Le procédé, objet de l'invention, consiste donc bien à tailler et à générer simultanément des engrenages, spécialement des engrenages coniques, hyperboliques ou hypoïdes par une roue "offset" correctement conjuguée avec la roue que l'on taille et dont les dents sont capables de tailler.
Le procédé, quoique appliquant une caractéristique des roues "oifset", ne se limite pas à la taille de telles roues, mais il s'étend aussi à la taille des roues à axes concurrents.
En effet, on sait qu'un engrenage conjugué avec un engrenage "offset", peut être conjugué à un autre engrenage non "offset", c'est-à-dire à axes concurrents. Il en découle qu'un engrenage taillé suivant l'invention, par l'application du glissement carac- téristique de "l'offset", peut,parfaitement engrener avec un en- grenage non "offset".
Dans le même ordre d'idées, un pignon donné pouvant être conjugué à une roue "offset", on peut imaginer d'emblée une roue-outils capable de tailler ce pignon. Toutefois, deux condi- tions sont indispensables:
1 ) que la roue-outils présente des profils .de coupe correctement conjugués à l'engrenage que l'on taille et
2 ) que la roue-outils et l'engrenage tournent autour
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la d'axes "offset", la génération de/surface- des flancs se faisant par la simple rotation des deux engrenages autour de leur axe.
En pratique, lors de l'établissement d'une roue-outil en plus des autres considérations énumérées ci-dessus, on devra tenir compte notamment du genre de taille, de la matière à tailler, de la précision exigée, du fini désiré et de toutes autres considé- rations analogues.
Avant de décrire quelques modes d'exécution de l'outil capables d'appliquer le procédé, objet principal de 1invention, il est utile d'examiner différents genres de tailles, ceci ayant une influence sur l'établissement de l'outil.
A l'aide du présent procédé, on peut très rationnelle- ment envisager plusieurs modes de fabrication des engrenages, soit par exemple:
1 ) La taille complète en une seule opération:
Dans ce cas, on utilise une roue-outils, dont les dents présentent une épaisseur substantiellement égale à celle des dents d'une roue parfaitement conjuguée et sans jeu par rapport au pignon que l'on taille. Lorsque la roue-outils aura atteint la profondeur finale de taille, l'épaisseur des dents obtenues sera correcte et la taille du pignon est terminée.
Eu égard à la grande précision avec laquelle on peut réaliser l'outil et la grande stabilité que l'on peut donner à la machine, on pourra souvent considérer la précision ainsi ob- tenue comme suffisante.
2 ) La taille d'une ébauche suivie de une ou de plu- sieurs opérations de finition:
Lorsque l'on doit obtenir une plus grande précision, on peut envisager ce deuxième mode de taille, qui consiste à réaliser une ébauche ultérieurement corrigée. L'ébauche proprement dite est taillée à l'aide d'une roue-outils, dont les dents sont légèrement plus étroites que pour la taille en une seule opéra- tion. Par ce fait, les dents obtenues sont légèrement plus épais-
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ses et le surplus de matière est enlevé sur chaque flanc par la ou les opérations suivantes de finition.
Pour cette ou ces opérations de finition, on peut uti- liser soit a) un outil dont les dents sont d'épaisseur égale à celle des dents d'une roue correctement conjuguée et sans jeu. Pendant l'opération on rapproche progressivement le pignon et la roue-outils de finition jusqu'à la profondeur normale d'engrène- ment. b) Un outil d'épaisseur moindre que sub.a). Il faut alors prévoir un moyen quelconque pour permettre à cet outil d'attaquer successivement chaque flanc, afin de ramener la dent à l'épaisseur correcte.
Dans ce mode de taille réalisant d'abord une ébauche suigie de une ou de plusieurs opérations de finition, l'usure du ou des outils de finition est moindre que dans la taille en une seule opération et, en outre, les efforts de la machine lors de la finition, sont moindres surtout avec le dernier moyen. Le choix des moyens dépendra aussi de la précision finale que l'on doit atteindre.
3 ) La taille avec superfinition.
Il est quelquefois désirable, surtout pour des engrenages très chargés, comme c'est le cas dans les engrenages de pont-arrière d'automobiles, par exemple, de pousser la préci- sion au Maximum. On peut donc prévoir, en outre des opérations de taille et de finition, une troisième opération dite de super- finition et qui a pour but essentiel de polir davantage la surface de la matière en y enlevant les dernières aspérités ou excès qui pourraient encore s'y trouver après les opérations précédentes.
L'OUTIL.
A l'effet de mieux faire ressortir encore les caracté- ristiques du procédé, objet principal de l'invention, certains modes de réalisation de 1outil sont décrits en détail ci-après,
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avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 13 schématise une roue-outils attaquant un pignon ; la figure 14 est un schéma explicatif de la formation de la roue-outils; les figures 15 et 16 schématisent respectivement en plan et en élévation une roue-outils conforme à l'invention; la figure 17 est une vue schématique illustrant la réalisation des surfaces de coupe des dents-outils successives; la figure 18 est une vue en plan schématique d'une roue-outils réalisant des empreintes voisines successives;
la figure 19 est une vue en plan schématique d'une roue-outils, dans laquelle les surfaces de coupe sont dirigées vers l'intérieur; la figure 20 est une coupe suivant la ligne XX-XX de la figure 19; la figure 21 estune vue en plan schématique d'une roue-outils présentant deux surfaces de coupe par dent-outil; la figure 22 est une coupe suivant la ligne XXII-XXII de la figure 21; la figure 23 est une vue en plan schématique d'une roue-outils dont l'exécution tient compte de la réduction des denis- outils après affûtage; la figure 24 est une vue en plan partielle d'une roue- outils dans laquelle les dents-outils sont amovibles; la figuré 25 est une coupe suivant la ligne XXV-XXV de la figure 24; la figure 26 est une variante .d'exécution du disposi- tif à dents-outils amovibles ;
la figure 27 est une coupe suivant la ligne XXVII-XXVII de la figure 26; les figures 28 à 35 sont des vues schématiques indi- quan.t les différentes caractéristiques de la portée des engrenages;
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la figure 36 est une coupe longitudinale par une dent-outil indiquant un changement de profil pour modifier la por- tée ; la figure 37 est une vue en élévation d'une dent-outil présentant une surface de coupe concave; la figure 38 est une coupe suivant la ligne XXXVIII- XXXVIII de la figure 37; la figure 39 est une vue de face de la dent-outil de la figure 37 ; les figures 40 et 41 schématisent des variantes de profils concaves de la surface de coupe de la dent-outil ; la figure 42 est une vue en plan schématique d'une roue-outils spécialement pour la taille rapide de l'ébauche;
les figures 43 et 44 représentent partiellement en plan eten perspective des dents-outils d'une roue-outils pour la taille de l'ébauche, les surfaces de coupe étant dirigées vers l'extérieur ; la figure 45 est un schéma explicatif des figures 43 et 44; les figures 46 et 47 schématisent une exécution sem- blable à celle des figures 43 et 44, mais dans laquelle les sur- faces de coupe sont dirigées vers l'intérieur ; la figure 48 est un schéma explicatif des figures 46 et 47; les figures 49 et 50 schématisent les corrections ap- portées au profil de coupe des outils de finition ; les figures 51 et 52 sont respectivement la vue en plan et la vue perspective partielles d'une variante de dent-outil d'une roue-outils de finition de l'un des flancs et dont les pro- fils de coupe sont dirigés vers l'extérieur;
les figures 53 et 54 sont respectivement la vue en plan et la vue perspective partielles d'une roue-outils semblable à la précédente, mais destinée à la taille du second flanc;
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les figures 55 et 56 représentent respectivement la vue en plan et la vue perspective partielles de dents-outils d'une roue-outils de finition de l'un des flancs et dont les profils de coupe sont dirigés vers l'intérieur; les figures 57 et 58 représentent respectivement une vue en plan et une vue perspective partielles d'un outil semblable au précédent, mais destiné à l'autre flanc; la figure 59 schématise en perspective une roue- outils de superfinition attaquant un pignon; la figure 60 est une vue perspective partielle détail- lant les dents-outils de 1*outil de superfinition ;
la figure 61 est une vue perspective partielle d'un mode d'exécution d'un outil de superfinition par plaques accou- plées; la figure 62 est une vue en élévation partielle avec coupe radiale du dispositif de la figure 61.
L'OUTIL POUR LA TAILLE EN UNE SEULE OPERATION.
Reprenant les schémas des figures 7 et 8, on constate que les empreintes successives (figure 14) A-B-C-D-E.... etc. peu- vent résulter du passage de profils de coupe successifs échelonnés le long d'une roue-outil avec un décalage tel que l'on obtient des empreintes jointives. On peut donc considérer que ces profils de coupe soient échelonnés le long d'une spirale 3.
Partant de ces considérations, si, conformément à l'invention, on doit tailler un pignon g de n dents (figures 1, 2, 15 et 16), on choisit une roue x de N dents à axe "offset" et dont les flancs seront correctement conjugués et sans jeu avec le dit pignon à tailler g.
On supposera, pour faciliter l'exposé, que les dents de cette roue x sont plus longues que celles du pignon g surtout vers l'intérieur. Pour former l'outil, on enlève une partie de chaque dent de la roue x en ayant soin de laisser pour chacune d'elles un tronçon de dent 1, 1', 1", etc., de même longueur pour
15, toutes les dents (figures/16 et 17). Ils est préférable que les
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surfaces 2, 2', 2", etc., qui limitent ces tronçons de dents vers courbe l'extérieur, soient disposées le long d'une/spr@idele 3 dont le pas est sensiblement égal à la longueur de la dent du pignon à tailler (figure 16).
Les dites surfaces 2, 2', etc. seront les surfaces de coupe de la roue outils et les profils hkn, h'k'n', h"k"n" etc. résultant de l'intersection de ces surfaces avec les flancs conju- gués seront, après détalonnement convenable, les profils de coupe de l'outil, ou plus exactement de la roue-outils x. Chaque dent ou tronçon de dent de La roue-outils devient donc une dent-outil.
En procédant de la sorte, on disposera donc d'un nom- bre d'outils égal, en principe, au nombre de dents de la roue x.
Chaque dent-outil présente une surface de coupe différente et les différentes surfaces de coupe représentent chacune une tranche de la dent de la roue"offset" x, conjuguée à celle que l'on taille.
En d'autres termes, si (figure 17), on considère une dent! de la roue x et qu'on la sectionne par un nombre de surfaces 5, 5', 5", etc. égal au nombre de dents de cette roue x et sensible, -ment parallèles entre elles et équidistantes sur toute la longueur de la dent 4, on obtient, par l'intersection du sommet et des flancs de la dent et des dites surfaces 5, 5',5" etc., les profils de coupe hkn, h'k'n', h"k"n" etc. des dents-outils successives de la roue-outils x.
La roue-outils ainsi réalisée se substitue donc à la roue "offset" conjuguée au pignon que l'on taille. Elle se présente sous la forme d'une roue dentée caractéristique, dont les tronçons de dents de même longueur sont échelonnés le long d'une spirale et présentent tous une surface de coupe reproduisant une section de la dent primitive de cette roue. Celle-ci est placée dans la posi- tion d'engrènement normale de la roue primitive qui lui a donné naissance et tourne autour de son axe pendant que le pignon que l'on taille tourne autour du sien. Les vitesses angulaires respec- tives de la roue-outils et du pignon que l'on taille, seront inver- sement proportionnelles à leur nombre de dents.
Il est cependant
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souhaitable, pour obtenir que la surface des dents sexécute par le plus grand nombre possible de dents-outils et par une simple rotation continue de la roue-outils et du pignon autour de leur axe. respectif, de choisir judicieusement le rapport entre le de l'engrenage nombre de dents/que l'on taille et le nombre de dents de la roue "offset" primitive qui a servi de base à l'établissement de la roue- outils.
En effet, pour quune dent-outil ne repasse pas sur l'empreinte qu'elle a faits précédemment sur un flanc donné, avant que tous les autres outils de la roue aient passé par le méme flanc il est nécessaire de prévoir, par exemple, N = kn ¯ Ó. Dans cette relation, N, comme dit précédemment, est le nombre de dents de la roue "offset" x conjuguée au pignon g que l'on taille ; n est le nombrede dents du pignon g; K est un nombre entier (ou le quotient de l'unité par un nombre entier) et Ó est un nombre entier, qui peut âtre égal à l'unité ou un nombre quelconque non divisible par n.
En principe, on pourra donc choisir de nombreuses relations, par exemple: pour n = 10 on pourra faire N = 31, 47, 49, etc. pour n = 13 on pourra faire N =27, 35,40, 53 etc.
Parmi tous ces rapports il en est toujours un, évidem- ment, qui est mieux adapté à chaque problème donné et il sera ju- dicieusement choisi, en tenant compte des conditions générales qui régissent une taille par génération rationnelle.
Moyennant ces prescriptions, la taille est extrêmement rapide et correcte, la génération s'effectuant sur toute la longueur de la dent par empreintes très rapprochées.
Il est compréhensible qu'une génération correcte et une taille complète peuvent être obtenues en appliquant tous au- tres rapports que ceux donnés par la formule N = kn ¯ . Il suffit dans ce cas d'adjoindre un mouvement complémentaire de division à la machine ; cette méthode est plus compliquée.
Avec un outil réalisé suivant l'illustration des fi-
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gures 15-16, dans lequel on a prévu un outil par dent, la généra- tion du flanc s'obtiendra par un nombre d'empreintes (facettes) égal au nombre de dents, ce qui donne, généralement, une précision suffisante.
Dans cette réalisation, on dispose donc, en l'occur- rence, de 47 profils de coupe s'échelonnant progressivement le long d'une spirale 3.
Si on considère par exemple que cet outil taille un pignon conjugué ± de dix dents, et qu'on admet que le premier creux de celui-ci reçoit la première morçure de la première dent- outil les dents étant numérotées de 1 à 47, ce même premier creux recevra, dans l'ordre, la morçure des dents-outils n 11, 21, 31, 41,4, 14,24, 34, 44,7, 17 ; 27, 37, 47, 10, 20, 30, 40,3, 13, 23, 33,43, 6,16, 26,36, 46,9, 19, 29, 39, 2,12, 22, 32,42, 5,15, 25,35, 45,8, 18, 28, 38.
Dans ces conditions, la taille ne sefait pas d'une manière progressive par des empreintes voisines, mais ces emprein- tes sont alternées et progressivement rapprochées l'une de l'autre, pour former, finalement, une taille continue. Pendant la rota- tion de la roue-outils x et du pignon que l'on taille autour de leur axe respectif, ils sont rapprochés progressivement l'un de l'autre, pour permettre aux dents-outils d'atteindre la profondeur de taille prédéterminée.
On peut aisément substituer à la répartition alternée, une succession progressive et régulière d'empreintes voisines l'une de l'autre. En effet, il suffit, comme schématisé à la figure 18, de disposer les dents-outils 1, 1', 1" etc. de manière telle qu'elles entrent en contact avec la matière à tailler par ordre croissant de grandeur. Dans ce but, et, reprenant l'exemple pré- cédent, il faudra disposer les dents-outils N 2,3, 4,5, 6, 7,8, 9,10 etc. respectivement à la place des dents-outils N 11, 21, 31, 41,4, 14, 24, 34, 44, etc. , en suivant la nomenclature précédente.
Par cette disposition originale, chaque dent sera taillée par
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morçures voisines successives se suivant l'une l'autre formant donc une taille s'allongeant progressivement tout au long de la dent. Dans ce mode d'exécution, la spirale 3', le long de laquelle s'échelonnent les différentes surfaces de coupe, est à très faible pas, comme on peut le remarquer dans la même figure 18.
On pourrait évidemment répartir les surfaces de coupe, le long de la spirale 3' de manière très diverses, mais ce seraient des cas particuliers du précédent .
Dans les deux exemples décrits, on a orienté les surfaces de coupe vers l'extérieur de la roue-outils. Semblablement, ces surfaces de coupe pourraient être dirigées vers l'intérieur, dans lequel cas il suffirait d'inverser le sens de rotation de la roue-outils et du pignon que l'on taille.
Un exemple d'exécution est schématisé à la figure 19, dans laquelle on remarque que les surfacesde coupe 2, 2', 2" sont bien dirigées vers l'intérieur de la roue primitive et qu'en fait on a simplement appliqué les marnes caractéristiques que celles décrites précédemment. On retrouve ces surfaces de coupe
2', 2" échelonnées le long d'une spirale intérieure 3.
En partant des prescriptions élémentaires divulguées précédemment, on peut réaliser des variantes d'exécution nombreuses et capables de modifier les conditions et les caractéristiques de taille. En effet, pour atteindre un meilleur fini, par exemple, on peut simplement, en partant de la même roue primitive, multi- plier le nombre de surfaces de coupe, sur chaque dent-outil. Dans ce but (figure 21). il suffit de tronçonner les dents-outils par une rainure spiroïdale 6, qui est d'ailleurs le prolongement de la spirale 3, le long de laquelle sont échelonnées les surfaces de coupe externes des dents-outils./Un obtient donc ainsi, par dent, deux surfaces de coupe 2, 2', 2". etc. et 7, 7', 7" etc.
Celles-ci s'échelonnent donc le long de la spirale 3, dont le pas est sensi- blement égal à la moitié de la longueur de la dent et qui se pro- longe sur deux tours. Il conviendra évidemment de détalonner cor-
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rectement les tronçons de dents ainsi réalisés, pour permettre à ce profil de coupe de tailler convenablement. On peut évidemment pourvoir les dents d'un plus grand nombre de profils de coupe, soit en donnant à la rainure spiroïdale 6 plusieurs tours, soit, si on ne désire pas affaiblir trop les dents-outils, en rainurant convenablement les flancs et le sommet de la dent au lieu de tronçonner entièrement la dent, soit de toute autre manière.
On peut également tenir compte, lors de l'exécution de ces outils, de la modification apportée aux dents-outils par les affûtages successifs.
En effet, considérant par exemple la roue-outils x représentée à la figure 15, on comprendra que, par les affûtages successifs, on modifie la position des surfaces de coupe échelon- nées le long de la spirale 3. Lorsque les surfaces de coupe sont dirigées vers l'extérieur, elles seront progressivement rapprochées du centre de la roue et, inversement, elles seront écartées lors- qu'elles sont dirigées vers l'extérieur, du fait des affûtages successifs.
Dès lors, toutes les surfaces de coupe 2, 2', 2" etc. se trouveront le long d'une autre spirale 3' écartée de la précé- dente d'une distance égale à l'épaisseur de matière enlevée par l'affûtage, et la roue-outils correspond alors à une roue conju- guée primitive plus petite ou plus grande, selon que les surfaces de coupe sont orientées vers l'extérieur ou vers l'intérieur de la roue-outils.
En conséquence, les dimensions du pignon ± que cette roue-outils x est capable de tailler, sont différentes selon l'état des dents-outils après affûtage.
On peut obtenir, d'une manière d'ailleurs très simple, que cette roue-outils puisse tailler les mêmes dimensions de pignon, même après de nombreux affûtages, c'est-à-dire après un raccourcis- sement même important de ses dents-outils.
L'une de ces solutions très simples, comme représenté schématiquement à la figure 23, consiste à former une réserve de dents-outils, en donnant par. exemple à la spirale 3, le long de
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laquelle s'échelonnent les surfaces de coupe, un pas plus grand que celui prévu dans les exécutions précédentes. Par ce fait, un cer- tain nombre des dernières dents-outils 8, 8', 8" etc. sont tempo- rairement inutilisées. Toutefois, au fur et à mesure des affûtages, la spirale 3. se déplace vers le centre, se réduit de même que la surface de coupe des dents-outils supplémentaires, laquelle at- teind finalement la grandeur des surfaces de coupe utilisables.
Simultanément, les surfaces de coupe de l'autre bout de la spirale, devenues trop petites sont mises hors service pour la taille du pignon qu'elles étaient initialement destinées à tailler.
Evidemment, une roue-outils devenue inutilisable pour la taille d'une roue donnée, par suite des affûtages successifs, peut encore parfaitement servir pour la taille de pignons présen- tant des dents plus rapprochées ou plus éloignées du centre du cône selon que les surfaces de coupe de la roue-outils sont orientées vers l'extérieur ou vers l'intérieur de celle-ci.
Appliquant les principes connus, il faudra, pour obtenir une bonne taille, détalonner convenablement chaque tronçon de dent-outils. Ce dëtalonnement doit être fait judicieuse- ment, afin d'obtenir des angles de dépouille efficaces. La direc- tion du détalonnement devra être déterminée par le mode de taille, le sens de l'avancement, le genre de denture, le procède d'affûtage prévu et les caractéristiques constructives de l'outil. La quantité de détalonnement dépendra de l'angle de dégagement le mieux appro- pris aux conditions générales de!taille, à l'avancement, à la vi- tesse de coupe, au genre de matières à tailler, à l'orientation de l'outil, à l'importance de l'offset, au nombre d'arêtes de coupe, à la position successive de ces arêtes le long de la denture etc.
Toutefois, bien que l'orientation.et la quantité du détalonnement soient variables, celui-ci sera préférablement exé- cuté de telle façon que, après affûtages successifs, les profils de coupe soient toujours des profils correctement conjugués avec le± flancs du pignon que l'on s'est proposé de tailler.
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Malgré la forme apparemment complexe du détalonnement des dents de ces roues-outils, il peut être exécuté d'une manière industriellement simple, mais à laquelle il faut apporter le maxi- mum de soin et de précision.
D'une manière générale d'ailleurs, les roues-outils conformes à l'-invention sont d'exécution industrielle simple en soi, mais exigeant de grands soins. Les dents-outils peuvent venir d'une seule pièce avec la roue proprement dite, ou bien encore être rapportées sur cette dernière, qui réalise dès lors un support commun.
Dans le premier cas, les dents-outils sont soigneuse- ment rectifiées une à une par toute machine d'affûtage du*ment adaptée à cet effet. Il faut d'ailleurs remarquer que les surfaces de coupe des dents-outils sont aisément accessibles.
Dans le deuxième cas, on peut imaginer de nombreuses formes constructives capables de fixer les dents-outils dans leur position convenable sur un support commun, formé en l'occurrence par la roue proprement dite. Les dents-outils peuvent être fixées individuellement ou par groupes. une première exécution de roue-outils avec dents indi- viduelles est schématisée aux figures 24 et 25. Les dents-outils 1,1', 1" etc. sont constituées par des éléments individuels pro- , longés chacun vers le bas par une embase 9, de section substantiel- lement trapézoïdale. La roue-support proprement dite 10 présente un logement Il en forme de couronne circulaire, limitée vers l'exté- rieur par un cerceau 12 et vers l'intérieur par un rebord circu- laire 13.
Les dents-outils 1 prennent appui par leur embase dans le dit logement 11 sur des intercalaires inclinés 13 et sont fer- mement coincées entre le cerceau extérieur 12, et un coulisseau 14 capable d'être énergiquement serrés par une vis à pression 15 blo cable par un contre-écrou 16. Contre les faces inclinées latéra- les de l'embase 9 de la dent-outil, s'ajustent les faces inclinées correspondantes, respectivement du cerceau extérieur 12 et du cou-
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lisseau 14. Le cerceau extérieur 12 et le @ebord intérieur 13 sont aisément enlevables, étant fixés à la roue-support 10 ...: par des vis, respectivement 17, 18. On peut donc rapidement et aisé -ment enlever,et placer les dents-outils 1.
Une même roue-support 10 peut donc servir à la constitution de roues-outils de caracté- ristiques diverses. Par cette disposition simple, les dents-outils 1 sont non seulement assurées d'être toujours placées en position correcte, mais également on peut régler leur position à tout moment. De même, les dents-outils étant amovibles, on peut rapide- ment les remplacer. Les coulisseaux 14 sont évidemment guidés dans des coulisses appropriées, disposées dans la direction exacte, qui doit être occupée par la dent-outil correspondante.
Une autre exécution de roue-outils à dents amovibles est schématisée aux figures 26 et 27, dans lqquelle les dents- outils sont solidarisées par groupes de trois. Chaque groupe de trois dents-outils 1, 1', 1" est solidaire d'une base commune 19, profilée de telle sorte que toutes les bases étant jointives, les dents-outils s'échelonnent le long d'une spirale, comme exposé précédemment. Ces bases 19 sont fixées, par exemple, par des vis 20, sur une roue 21, réalisant un support commun pour toutes les dents-outils. On peut donc aisément enlever ces dents-outils par groupes de trois, en retirant simplement les vis 20. Cette exé- cution est donc particulièrement simple et de réalisation techni- quement et industriellement facile.
LA PORTEE.
La portée entre les dents de deux roues dentées conju- guées offre également une grande importance. En effet, si on consi- dère un pignon taillé par le procédé, objet principal de l'inven- tion, engrenant avec une roue dentée exactement la même que celle qui a donné naissance à la roueoutils, le contact ou la portée (bearing) entre les flancs du pignon et de la roue se fera prati- quement sur toute leur surface; en d'autres termes, la portée de tels engrenages s'étendra sur toute la longueur et sur toute la profondeur des flancs, tel que 22, figure 28.
Mais, pour donner
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une certaine latitude, lors du montage des axes, et aussi pour ob- tenir que différentes positions d'engrènement soient correctes, ce qui permet un montage moins rigide des axes, on préconise, en pratique, de localiser la portée (bearing) entre les dents, afin de réduire la portée (bearing) à une surface telle que 23, figure 29, dont l'étendue et la position ont une grande importance.
Ur, le procédé de taille, objet principal de l'inventio: permet justement de générer les surfaces des flancs sous différen- tes formes, ce qui constitue dès lors un moyen systématique pour réaliser toutes les conditions d'une bonne portée en réglant notam- ment sa longueur, sa largeur, sa forme générale, ainsi que sa posi- tion par rapport à la surface entière du flanc.
Notamment, si on taille un engrenage au moyen d'une roue-outils réalisée en partant d'un engrenage théorique exactement le même que la roue conjuguée initiale, l'engrenage taillé sera exactement conjugué à l'outil et, par conséquent, avec la dite roue. Dans ce cas, la portée s'étendra --sur toute la surface du flanc. Pour réduire cette portée, il suffira de partir, pour ' l'exécution de l'outil d'un engrenage théorique parfaitement con- jugué avec la roue à portée réduite. En conséquence, la roue théo- brique qui servira à réaliser l'outil, ne sera pas la même que l'engrenage avec lequel le pignon à tailler est destiné à engrener.
En l'occurrence, cela équivaut donc à apporter une correction aux dents de l'engrenage théorique, qui sert à établir la roue- outils par rapport aux dents de l'engrenage avec lequel est destiné à engrener le pignon à tailler. ais le procédé et surtout la conception originale de la roue-outil appliquant ce procédé nouveau, permettent d'attein- dre le même résultat par différents autres moyens également très simples.
En effet, il a été exposé précédemment que les différentes surfaces de coupe successives s'échelonnent le long d'une spirale 3 (figure 1@). Si, au contraire, on suppose que les surfaces de coupe successives sont rectifiées de manière à s'échelonner, non pas sur la dite spirale 3, mais le long d'une courbe 3', qui n'est
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pas parallèle à la spirale, on peut considérer que les différentes surfaces de coupe successives résultent non plus du tronçonnement d'une dent normale telle que schématisée à la figure 15, mais bien d'une dent corrigée 26 par 'exemple, suivant schéma de la figure 36.
En effet, la courbe 3' introduit des modifications dans la disposi- tion successive des surfaces de coupe. Ces changements dans la dent théorique ou imaginaire sont principalement dûs au fait que la dent-outil est détalonnée. En effet, si la dent-outil n'était pas détalonnée, la correction dans l'affûtage d'introduirait pas de changement dans la dent théorique, mais simplement un déplacement des facettes le long de la denture lors de la taille du pignon.
On remarquera aussi que, plus Il'écartement-entre la spirale 3 et la nouvelle courbe 3' (figure 15) est grand, plus grande sera la déformation de la dent théorique et, par conséquent, plus petite sera la portée (bearing). Les empreintes marquées par les surfaces de coupes successives seront donc corrigées. En l'oc- currence, les copeaux enlevés seront d'épaisseur moindre vers le milieu de la dent taillée que celle résultant de l'action de la dent-outil non corrigée. La dent ainsi taillée présentera donc une surépaisseur dans la partie centrale de sa longueur.
Donc une roue:-outil dans. laquelle la spirale 3 est remplacée par une courbe 3', donnera aux engrenages qu'elle taille, une portée attendant sur toute la hauteur du flanc, mais sur une partie seulement de sa longueur, comme schématisé en 24, figure 30.
Le centre de cette portée, réduite, c'est-à-dire la partie où le contact est maximum, se trouvera déterminé par l'en- droit ou la courbe 3' s'éloigne le plus de la spirale 3.
-Dans le cas illustré à la,figure 15, on a tracé la courbe 3' de telle sorte que le point le plus éloigné de la spirale se trouve au milieu de la dent. Mais cette disposition peut être modifiée à volonté et il importe d'adapter cette variation à chaque cas envisagé. Dès lors, par le choix judicieux de la cour- be 3' le long de laquelle s'échelonnent les surfaces de coupe suc-
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cessives des dents-outils, on peut régler automatiquement la lon- gueur et la position de la portée par rapport à la surface entière des flancs.
Dans cette disposition , on a, en quelque sorte, simple -ment déplacé les surfaces de coupe, en les échelonnant le long d'une courbe 3' autre que la spirale 3, sensible
Cette disposition n'apporte pas de changement/dans la hauteur de la portée, laquelle continue de se produire sur toute la hauteur des flancs.
Or, il est parfois désirable que la portée ne s'étende que sur une partie 25 de la hauteur des flancs (figure 31).
L'invention permet aussi de régler, à volonté, la hau- teur de la portée ainsi que la position de celle-ci sur la hauteur du flanc. Dans ce but, il suffit de modifier la forme de la surface de coupe de la dent-outil et de substituer à la forme plane divulguée précédemment, une forme concave, dont la courbure peut d'ailleurs être modifiée suivant les caractéristiques désirées.
En effet, comme schématisé à la figure 37, dans laquel- le la surface de coupe plane 27 est représentée en proj,ection droi- te, si on modifie celle-ci en lui donnant un profil concave, 28 par exemple, le profil de la dent théorique est corrigé. La dent- outil présentant un évidement vers le milieu de la surface de coupe, cela se traduitpar l'incurvation des deux cotés latéraux 29 et30 du profil de coupe. Il y aura donc, lors de la génération du pignon avec une telle roue-outils un superflu de matières qui se maintien- dra vers le milieu de la dent taillée et la portée (bearing) s'é- tendra bien sur toute la longueur de la dent, mais seulement sur une partie de la hauteur (figure 31). La position de cette portée le long de la hauteur du flanc peut également être modifiée en variant la courbure de la concavité de la surface de coupe.
Les figures 40, 41 schématisent en projection droite deux formes de courbures 31 et 32, capables de déplacer la portée, respectivement vers le fond etvers le sommet des flancs des dents.
Dès lors, en combinant les deux moyens qui viennent
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d'être divulgués, respectivement pour réduire la longueur et la hauteur de la portée (bearing) et aussi pour préciser sa position exacte, on pourra réaliser cette portée réduite 23, suivant des caractéristiques quasi mathématiques (figures 29, 32, 33, 34, 35).
Il devient dès lors possible, non seulement de prédéterminer très exactement la grandeur de la surface de la portée (bearing), mais également la position précise de cette surface sur la surface du flanc de la dent.
Un autre moyen facile pour atteindre le même résultat, consiste à introduire entre la roue-outils et le pignon que l'on taille, de légers changements de position relative, qui reproduisent en quelque sorte les changements de position relative accuses par le pignon taillé et la roue avec laquelle il engrène et qui résul- tent des déformations élastiques des pièces mécaniques lorsque ces roues dentées travaillent à pleine charge. On pourra introduire de tels changements de position par différents moyens.
Plus parti- oulièrement, on peut prévoir sur la machine à tailler employant ce nouveau procédé les dispositifs nécessaires pour permettre, lorsque la profondeur finale de taille est atteinte, de varier à volonté la position relative de l'axe de la rou-outils et de l'engrenage qu'on taille, d'une quantité équivalent au déplacement résultant des défor mations élastiques. La taille par les dents-outils se fera donc de telle sorte que les flancs taillés seront automatiquement corrigés au prorata des dites déformations élastiques.
EMI25.1
L' OU'fIL POUR LA TAILLE DE L'EBAUCEE.
Contrairement à la taille en une seule opération où il est préférable de produire le plus grand nombre d'empreintes possible, à l'effet d'obtenir un fini maximum, on doit surtout, pour la taille de l'ébauche, envisager la rapidité d'usinage.
Si, à titre d'exemple, on reprend la relation N = kn ¯ Ó dans laquelle on fait N = 47, n = 10 et x = 3, on 'constate qu'une dent-outil ne répète la même empreinte dans un creux donné
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qu il après dix tours du pignon de N dents. Le nombre d 'empre intes sera donc de 47, si, bien entendu, l'on suppose qu'il n'y a qu'un seul profil de coupe par dent.
Or, pour la réalisation de l'ébauche, on peut réduire le nombre d'empreintes, puisque l'on est tout de même tenu de prévoir un excès de matière sur les flancs, pour l'opération ultérieure de finition. Dès lors, si dans la relation précédente on fait par exemple Ó = 2, le nombre de dents de la roue- outils serait kn + 2 = (5x 10) - 2 = 48. Avec une telle roue- outils de quarante-huit dents, taillant un pignon de dix dents, un profil de coupe quelconque répétera la même empreinte dans un creux donné au bout de cinq tours au lieu de dix. Les emprein- tes se superposent donc deux fois plus rapidement. Par conséquent, en adoptant judicieusement le nombre de dents de la roue-outils, on peut donner à/celle-ci une vitesse d'avancement double, tout en conservant une même épaisseur de copeau, dont la longueur sera néanmoins plus grande.
Un tel outil est schématisé à la figure 42. On y remarquera néanmoins que les surfaces de coupe s'échelon- nent le long de deux spirales 3", 3''', sensiblement parallèles..
Mais cette disposition particulière des surfaces de coupe n'est pas indispensable ; a surtout pour but d'obtenir, sur deux dents consécutives du pignon, des empreintes de position semblable sur la longueur de la denture. On a, en quelque sorte, combiné deux roues-outils semblables, l'une se composant des dents-outils numérotées en chiffres arabes de 1 à 24 et l'autre numé rotée en chiffres Romains de I à XXIV.
Une autre disposition d'outil destiné à la taille de l'ébauche est schématisée aux figures 43 à 48. La caractéristique essentielle de cette disposition est que les dents-outils présen- tent une section reproduisant seulement un flanc et une partie du sommet de la dent primitive. Les figures 43, 44 et 45 se rapportent à un tel outil, dont les profils de coupe sont dirigés vers l'ex- térieur, tandis que les figures 46,47 et 48 se rapportent à un même outil mais dont les profils de coupe sont dirigés vers l'in-
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térieur.
Ce's roues-outils ne sont donc capables que de tailler un seul flanc du pignon. Il convient donc d'utiliser une telle roue-outils pour tailler l'un des flancs et une deuxième roue- outils pour tailler l'autre flanc du même pignon.
Comme particulièrement illustré à la figure 45, deux surfaces de coupe voisines sont opposées 1'*une à l'autre d'un égal angle /11,0
Dans les figures 46, 47 et 48, on retrouve les mêmes caractéristiques, mais les surfaces de coupe sont dirigées vers l'intérieur. Dans ce cas, ces surfaces de coupe sont également alternativement dirigées en sens opposé et inclinées d'un angless, comme dans le cas précédent. il est compréhensible que pour établir l'outil d'ébau- che, il faut partir d'un engrenage théorique, de préférence par- faitement conjugué au pignon que l'on taille, mais dont les dents sont suffisamment minces pour laisser subsister un excédent de matière, pour les opérations ultérieures.
Néanmoins, on pourrait tolérer que la roue-outils destinée à la taille de l'ébauche ne fût pas parfaitement conjuguée avec le pignon que l'on taille, une grande précision des flancs n'étant pas imposée dans cette opération. 11 est compréhensible qu'on pourrait appliquer à ces différents outils destinés à la taille de l'ébauche, les caracté- ristiques diverses exposées dans la description des outils plus particulièrement destinés à la taille en une seule opération.
L'OUTIL :POUR LA FINITION.
La finition est l'opération corrective, qui suit la taille de l'ébauche. Elle peut être exécutée soit par un outil dont les dents sont d'épaisseur égale à celle de dents d'une roue correctement conjuguée et sans jeu, soit par un outil dont les dents sont d'épaisseur moindre.
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Dans le premier cas, l'opération de finition s'effec- tue simplement sur les deux flancs d'un même creux. Pour l'éta- blissement de cet outil,il faut envisager le meilleur fini pos- sible et, par conséquent, il sera avantageux d'appliquer la rela- tion N = kn + x, tout comme pour l'opération, de taille en une seule opération.
On pourrait également prévoir plusieurs surfaces de coupe sur chaque dent-outil, dans le but d'augmenter encore le nombre d'empreintes. Dans cette opération de finition, il est préférable que l'outil ne travaille pas à fond de creux, dans ce- but on fera en sorte que la hauteur de la dent-outil soit moin- dre que la hauteur du creux. Le détalonnement des dents-outils destinées à la finition peut en général être moindre que pour l'ou- til prévu peur la taille de l'ébauche.
Les prescriptions divulguées prédédemment concernant la portée (bearing), peuvent être appliquées intégralement à l'ou- til de finition.
Mais lorsque l'épaisseur des d ents-outils est moindre, elles sont incapables de tailler simultanément les deux flancs et il importe, dès lors, de procéder à la finition des deux flancs, individuellement. On peut donc faire usage de deux outils différents chacun d'eux représentant un côté de la dent théorique et chacun des outils est destiné à tailler un flanc différent. Cette réalisa- tion a. l'avantage de pouvoir assurer un angle de coupe satisfaisant, sans devoir profiler spécialement la surface de coupe.
Dans cette exécution, on peut prévoir que la roue- outils destinée à tailler l'un des flancs, présente des surfaces de coupe dirigées vers l'extérieur, tandis que 1autre roue-outils présente ses surfaces de coupe dirigées vers l'intérieure Cette disposition est parfois avantageuse pour obtenir que la réaction produite par l'effort de coupe pour l'un des flancs soit dirigée
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en sens inverse du mouvement de rotation de l'engrenage car il en résulte que, par ce fait, le jeu dans les organes de commande a- moins d'influence.
Une telle roue-outils peut néanmoins recevoir de nom- breuses variantes constructives, tout en se maintenant bien enten- du dans le cadre de l'invention.
Il est en effet aisé de grouper sur un même outil cer- taines ou toutes les caractéristiques propres aux opérations pré- vues. Rien n'interdit, d'autre part, que toutes ou certaines des dents-outils ne taillent qu'un flanc, ou bien encore qu'un profil de coupe soit étudié de telle façon que simultanément, il génère une autre partie du deuxième flanc. Une exécution particulière est schématisée très sommairement aux figures 49 à 58. Dans ce cas, on a besoin de deux roues-outils.
L'une prés.ente des dents- outils dont le profil de coupe (figure 49) se réduit à une cer- taine hauteur 35 de l'arête gauche; la partie droite 36 du sommet et la partie supérieure 37 de l'arête droite, tandis que la section des dents-outils de la seconde roue-outil se réduit aux parties complémentaires des premières, soit les parties 38, 39 et 40 (figure 50)..Les parties coupantes de ces profils réduits sont doncbien dégagées.
Les figures 51 et 52 schématisent respectivement en plan et en vue perspective une telle roue-outils particulière, dans laquelle les surfaces de coupe sont dirigées vers l'extérieur, cette roue-outils étant destinée à la taille de l'un des flancs du pignon. La roue-outils complémentaire est schématisée respecti- vement en plan et en élévation aux figures 53 et 54. Dans ces deux roues, on retrouve des dents-outils, dont la partie active est limitée à une certaine hauteur d'une arête, du sommet et de la deuxième arête.
Les figures 55, 56,57 et 58 achématisent/en plan et en vue perspective les'deux roues complémentaires semblables aux précédentes, mais dans lesquelles les surfaces de coupe sont diri- gées vers l'intérieur.
On pourrait également combiner sur une même roue-
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outil des profils de coupe différents et, d'une manière générale, combiner entre elles les différentes caractéristiques précédemment divulguées.
Dans tous ces outils, tant pour la taille en une seule opération que pour l'ébauche et la finition, il est compréhensi- ble que l'établissement des surfaces de coupe se fera en applica- tion de toutes les considérations et prescriptions bien connues en matière de taille des engrenages. Plus particulièrement, on sait que la forme et la position de la surface de coupe sont tributai- res de l'angle de coupe désirable. Cette surface de coupe peut être plane, courbe? mixte, composée etc.
L'OUTIL POUR LA SUPERFINITION.
Dans tous les outils précédents, il est indispensable de détalonner convenablement les dents-outils pour pouvoir tailler.
Mais l'opération de superfinition pré-suppose que la taille est terminée et qu'il ne reste à éliminer que de très légers excès de matière, ce qui réduit même parfois l'opération de superfini- tion à une opération de polissage. Une action d'arasement (shaving) suffit donc. Or, si on réduit le détalonnement des surfaces adjacen -tes aux arêtes coupantes, on réduit la capacité de coupe et on l'oriente vers l'action d'arasement (shaving).
Dès lors, une dent-outils non détalonnée arasera sans tailler. On a avantage de mettre en oeuvre le plus grand nombre possible d'arétes d'arasement, afin de multiplier les em- preintes comme exposé pour la taille. Industriellement, vu l'absen- ce de détalonnement, cette condition est aisée à remplir puisqu'il suffit de former les arêtes d'arasement par de simples rainures à arêtes vives. L'exécution d'un tel outil de superfinition est d'autant plus facile que l'on peut partir d'une roue normale conec- tement conjuguée à celle que l'on superfinit et qu'il suffit de disposer les rainures le long d'une spirale, dont le pas est sub- stantiellement égal à la distance séparant deux rainures voisines d'une même dent.
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Une telle exécution est schématisée partiellement en vue perapec- tive à la figure 59 annexée. Dans cette exécution,, on est parti d'une,roue 41 correctement conjuguée au pignon à rectifier 42 et dont l'axe est non convergent et non parallèle par rapport à l'axe de ce dernier. Les flancs de chaque dent de la roue-outils présentent une succession de rainures 43. Ces rainures sont pré- férablement échelonné'es en spirale, cest-à-dire que toutes les rainures de toutes les dents de la roue 41 sont disposées le long d'une spirale dont le pas est substantiellement égal à la distance entre rainures 43 voisines sur une même dent.
Le profil, la gran- deur et 1''orientation de ces rainures sont essentiellement varia- bles, mais il importe qu'elles présentent des arêtes vives et dures.
Ces caractéristiques apparaissent mieux dans la vue perspective partielle de la figure 60. Si, dans une telle roue-outils, on examine les mouvements d'une arête vive, on remarque, la roue- outilet le pignon rectifiéengrenant normalement et tournant cha- cun autour de son axe, que l'arête considérée accuse un déplacement de glissement transversal. Dès lors, il suffit pour superfinir une roue dentée avec une telle roue-outils, de la faire engrener normalement et à, fond de dent avec celle-ci et de faire tourner la roue-outils et la roue à superfinir autour de leur axe respec- tif.
Toutefois pour la superfinition il n'est pas néces- saire d'avoir une liaison mécanique pour synchroniser la rotation de l'axe de la roue-outils et l'axe de l'engrenage à superfinir, parce que l'outil est capable d'entraîner 1''engrenage à superfinir par l'engrènement normal de ses dents.
En partant de ces prescriptions, on peut imaginer des variantes de construction. On peut notamment utiliser comme outil de superfinition, une couronne plate ou seulement un secteur de couronne plate. La roue-outil peut être animée d'un mouvement con- tinu ou d'un mouvement alternatif. Dans certains cas, la rotation normale peut être accompagnée d'un effet de pression, dans le sens
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de la profondeur des dents. Egalement, on peut envisager de freiner la roue que l'on traite, en déplaçant la roue-outils par un effort supérieur à celui qui est nécessaire pour vaincre cet effort de freinage. Dans cette exécution, on aura introduit une certaine pression normale au flanc.
Quant à la roue proprement dite, elle pourrait égale- ment subir des modifications constructives nombreuses. Dans l'exem- ple précédent, la roue-outils est formée d'une seule pièce, les rainures étant taillées dans les dents-outils. On peut obtenir les rainures en formant les dents à l'aide d'une succession de plaques séparées l'une de l'autre par des fourrures, dont l'épais- seur serait par exemple égale à la distance séparant deux arêtes d'arasement. Une exécution de ce genre est schématisée aux figures 61 et 62.
La roue-outils proprement dite 44 est constituée par un support circulaire 45 présentant une couronne capable d'être gar- nie par une succession de plaques ou bandes 46 solidarisées l'une à l'autre par des boulons de serrage, tels que 47. Cette disposi- tion offre l'avantage de réaliser systématiquement les arêtes d'ara- sement sans devoir tailler ni rectifier un très grand nombre de rainures, ce qui constitue évidemment un travail de grande pré- cision.
Par extension on pourrait aussi utiliser un pignon d'arasement. La figure 63 schématise un tel pignon 48. Chaque dent 49 est pourvue d'une succession de rainures 50. La figure 64 sché- matise une exécution par plaques juxtaposées. Ces plaques 51 sont fermement serrées entre un épaulement 52 de l'axe 53 et une contre- plaque 54 sollicitée par un écrou de serrage 55.
Le procédé, objet de l'invention, permet donc bien de tailler, de finir et de superfinir les dents de tels engrenages.
Dans ces trois phases, on applique les mouvements de glissement particuliers entre les flancs conjugués de roues à axes "offset".
Le même moyen de taille permet de finir complètement les engrenages en une seule ou en plusieurs opérations.
Le procédé, objet de 1''invention, permet de réaliser les tailles les plus complexes avec la même simplicité..Cette sim-
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plicité se rapporte aussi bien au mode de taille qu'aux machines capables d'appliquer celui-ci.
Contrairement aux procédés connus, la taille effectuée conformément à l'invention, est éminemment rationnelle, puisqu'el- le est provoquée par l'imitation servile des mouvements d'engrène- ment normaux entre la roue que l'on taille et la roue-outils qui se substitue donc à la roue avec laquelle la première est appelée à être accouplée. Il en résulte de grands avantages du point de vue de la technique de la taille. Au point de vue industriel, les avantages apparaissent encore d'une manière plus apparente. En effet, les procédés connus exigent en général une machine ou une série de machines pour la taille d'un flanc et une autre pour la taille du second flanc. Suivant l'invention, les deux flancs peu- vent être taillés en même temps. La vitesse de taille atteinte par l'application du procédé de l'invention, est considérable.
A titre d'exemple, si on considère la taille d'un pignon de 83 mm de diamètre extérieur ayant dix dents de 10 mm de profondeur et de 40 mm de longueur, à l'aide d'une roue-outils de 47 dents décalée d'un "offset" de 50 mm, que de plus, on considère que la roue- outils tourne à 200 tours/min., ce qui correspond à une vitesse de coupe de 60 M/min. et qu'enfin, l'avancement prévu est,,de 5/10ème de mm. tous les dix tours de l'outil, la taille complète du. pignon conique, hypoïde ou non, sera terminée dans le temps maximum de 60 secondes. Si l'on considère que la taille est complètement achevée sur les deux flancs, à l'aide d'une seule machine, on pourra apprécier la portée industrielle du procédé, objet de l'in- vention.
Cet intérêt se complète encore par la réduction considérable des frais de premiers investissements, comparativement à ceux actuellement nécessités pour l'érection d'une installation de taille.
Il va de soi que l'on peut, à partir du principe géné- ral énoncé, visant à l'application pour la taille des engrenages,
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leur finition et/ou leur superfinition des mouvements relatifs de glissement entre les roues à axes "offset", imaginer de nom- breuses variantes constructives, notamment pour l'exécution des outils, parties d'outils ou machines, capables d'appliquer le dit procédé.
Les avantages résultant de l'application de ce procé- dé nouveau sont à la fois d'ordre technique, industriel et écono- mique. En effet, si l'on examine la manière dont les dents-outils attaquent le métal, on constate,qu'à l'inverse des procédés con- nus, on réalise ainsi une action continue et constante. @1 en résulte que les machines-outils travaillent d'une manière plus rationnelle, avec un minimum d'efforts d'inertie. Là rendement technique est également plus élevé, comparé à celui des procédés connus. Au point de vue industriel et économique, on peut atteindre, comme il a été exposé précédemment avec un exemple chiffré à l'appui, des vitesses de travail beau- coup plus grandes.
De plus, on peut également réaliser, pour la toute première fois, une machine capable, avec une seule roue- outils, de tailler simultanément plusieurs ptgnons. Ces pignons peuvent être attaqués à la fois par la même roue-outils et, dans ce but, ils sont disposés autour de l'outil. Si l'on combine cette caractéristique avec la grande vitesse d'exécution de la taille, on peut comprendre que le rendement industriel peut être considérable et, par conséquent, très économique.
Les machines, contrairement à celles actuellement en usage, sont très simples et de conduite relativement aisée.
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