Machine à tailler les engrenages. La présente invention a pour objet une machine à tailler les engrenages, caractérisée en ce qu'elle comprend un outil comprenant lui-même un noyau rotatif sur lequel vient prendre appui une série d'éléments porte- lames pour tourner en un même ensemble avec ce noyau, le nombre de ces éléments étant supérieur à celui qui peut être reçu à un instant donné sur le noyau, au moins un organe de guidage pour guider les éléments vers leur position d'appui sur le noyau et lorsqu'ils s'écartent de cette position, de telle sorte que, pendant chaque cycle d'opérations, chaque élément ne s'appuie sur le noyau que pendant une partie d'une révolution de ce noyau,
et des lames portées par les éléments ayant une forme telle qu'elles effectuent la taille à la façon de lames de fraisage, pendant que les éléments qui les portent tournent en un même ensemble avec le noyau.
Le but dé l'invention est de permettre de disposer, dans un outil rotatif de diamètre donné, un plus grand nombre dé lames cou pantes qu'il n'avait été possible de le faire jusqu'à ce jour, de manière à permettre une taille plus rapide et, par suite, moins coû teuse, ainsi que d'accroître la durée de l'outil.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
La fig.1 est une vue en plan de la ma chine. La fig. 2 est une vue partielle en éléva tion de la partie de la machine qui supporte l'outil de coupe, selon la ligne 2-2 de la fig.1.
La fig. 3 est une coupe partielle par des plans contenant l'axe du noyau de l'outil, comme indiqué par la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig.4 est une vue de face de l'outil, certaines parties étant brisées pour faire voir la structure intérieure.
Les fig.5, 6 et 7 sont des coupes par tielles par des plans parallèles à l'axe du noyau de l'outil, et respectivement indiqués par les lignes 5-5, 6-6 et 7-7 de la fig. 4.
Les fig.8 et 9 sont des vues de détail représentant les liaisons des maillons qui constituent respectivement la chaîne des élé ments porte-lames et les chaînes de rouleaux.
La fig.10 est une vue partielle représen tant le développement de la chaîne sans fin des éléments porte-lames.
Comme représenté à la fig. 1, la machine, qui est destinée dans cet exemple à la taille de pignons d'angles à denture en spirale pos sède une tête porte-ébauche 10 servant à sup porter une ébauche de pignon G d'une ma nière propre à lui permettre de recevoir un mouvement d'entraînement, par déplacements angulaires mesurés autour d'un axe horizontal 11; et un boîtier de broche porte-outil 12 qui supporte un ensemble de taillage, 13, pourvu de lames coupantes 14 qui, pendant qu'elles attaquent l'ébauche, tournent, autour d'un axe 15 constituant l'axe de d'outil proprement dit.
L'ébauche est montée à l'aide d'un méca nisme à griffes sur un arbre porte-ébauche 16 qui est monté pour tourner dans la tête 10 de telle manière que l'ébauche puisse être amenée, par des déplacements angulaires me surés et repérés, aux positions successives dans lesquelles sont taillés les creux des dents.
La tête 10 est montée sur les glissières 17 d'une semelle pivotante 18, pour que l'ébauche puisse être déplacée axialement pour l'ame ner à sa position de travail par rapport à l'outil, et aussi pour lui permettre d'être tirée et avancée pour le serrage dans les griffes et le desserrage. La semelle pivotante 18 est ajustable autour d'un axe vertical sur un socle coulissant 19, et des boulons 21, ancrés dans des rainures arquées 22 pratiquées dans ledit socle coulissant 19 et ayant en section la forme d'un T, permettent ce réglage pour placer l'ébauche G à l'angle de pas conve nable. Le socle coulissant 19 est lui-même ajustable sur le socle de la machine, désigné par 23, le long de glissières 24 qui sont paral lèles à l'axe 15 de l'outil.
Le mouvement du socle coulissant le long de ces glissières per met à l'arbre porte-ébauehe d'être ajusté de manière à compenser la variation de hauteur (suivant l'axe 15) des lames de l'outil, va riation qu'on observe par exemple après que les lames ont été réaffûtées.
L'ensemble de taillage 13 est monté sur une bride 25 du boîtier 12 de la broche porte- outil, lequel boîtier est monté de façon pivo tante sur un chariot horizontal 27, autour d'un axe 28 qui est parallèle à l'axe 15, pour lui permettre d'être ajuste par rapport au dit chariot. Le boîtier 12 peut être fixé dans la position dans laquelle il a été réglé, par des boulons (non représentés) ancrés dans une rainure arquée 29, ayant en section la forme d'un T, pratiquée sur la face du cha riot 27 et ayant pour axe l'axe 28. Le boîtier 12 peut en outre être fixé par un boulon 31 réglable en position dans une fente radiale 32 d'un bras 33 de ce boîtier.
Le boulon 31 est aussi réglable verticalement dans une fente 34 d'un montant stationnaire 35- qui s'élève du socle de la machine et entoure en prin cipe le boîtier de la broche porte-outil. En raison de la disposition excentrée des axes 15 et 28, le réglage du boîtier 12 autour de l'axe 28 a pour effet de modifier la position verticale de l'outil. Le long de la face avant du montant 35 s'étendent horizontalement des rainures 36 en T, pour ancrer les boulons 37 qui fixent le chariot 27 sur le montant. Après desserrage de ces boulons, le chariot peut être déplacé le long des rainures 36 en T, pour ajuster l'outil latéralement.
Un moteur 38, accouplé au boîtier 12 de la broche porte-outil, entraîne par l'intermé diaire d'un mécanisme de transmission non représenté, un arbre 39 (fig.3) tourillonné dans le boîtier 12 et qui porte un pignon 41 engrenant avec une couronne à denture inté rieure 42 boulonnée sur une bride 43 de la broche ou arbre porte-outil 44. Ce dernier est supporté dans le boîtier 12 par des roule ments 45, et sur son nez est fixé, à l'aide de vis 46, un noyau rotatif 47 présentant une surface cylindrique 56.
L'ensemble de taillage 13 comprend un support en forme de boîtier 48 pourvu de brides 51 qui sont fixées à la bride 25 du boî tier 12 par des boulons 49. Les têtes de ces boulons sont ancrées dans une rainure circu laire 52, en T, de la bride 25, de telle sorte que, lorsque ces boulons sont desserrés, la po sition de l'ensemble de taillage 13 autour de l'axe 15 peut être réglée. On peut effectuer ce réglage en faisant tourner un arbre 53 sur lequel est monté un pignon 54 engrenant avec une couronne à denture intérieure 55 fixée à l'intérieur de la bride 25.
Le rôle de ce réglage, qui ressortira plus complètement de ce qui suit; est de placer l'ensemble de taillage dans une position telle que les lames l.4 qui effectuent la taille de l'ébauche G soient à chaque instant celles qui sont appli quées sur le noyau rotatif pour tourner, en un même ensemble avec ledit noyau autour de l'axe 15.
Sur la surface cylindrique 56 du noyau 47 viennent s'appliquer ,l'un après l'autre une série d'éléments porte-lames constitués chacun par un maillon de chaîne 58 portant des lames coupantes 14 et présentant une sur face inférieure concave 57 en forme de seg ment d'un cylindre de même rayon que celui de la surface cylindrique 56 du noyau 47. Une plaque circulaire 61 est fixée par des vis 62 au noyau dont elle constitue le rebord antérieur. La face 59 de ce rebord et une face opposée que présente le noyau lui-même et qui est espacée de la face 59 en direction axiale constituent avec la surface cylindrique 56 une surface de révolution qui limite une cavité annulaire.
La face 59 et ladite face opposée qui constituent les parois latérales de la cavité convergent vers la surface cylin drique 56 qui en constitue la paroi de fond, en sorte que la section de la cavité dans un plan axial du noyau est trapézoïdale. Les surfaces latérales de la partie inférieure, de section trapézoïdale également, de chaque maillon 58 convergent vers la surface con cave inférieure 57 et forment avec celle-ci une partie d'une surface qui limite ladite ca vité annulaire du noyau, en sorte que le mail lon peut s'engager à la façon d'un coin entre les parois latérales de la cavité du noyau, lesdites surfaces latérales du maillon prenant appui sur lesdites parois latérales de la ca vité et la surface inférieure 5 7 du maillon prenant appui sur la paroi de fond constituée par la surface cylindrique 56 du noyau.
Lorsque la surface inférieure du maillon vient buter contre la surface 56 du noyau, le mail lon 58 est coincé par ses surfaces latérales entre les parois latérales de la cavité du noyau, de manière que le maillon trouve un appui stable sur laite surface de révolution du noyau et est contraint de tourner en un même ensemble avec celui-ci.
Les lames 14 pourraient être fixées séparé ment sur chacun des maillons 58, mais dans l'exemple représenté, toutes les lames 14 que porte un maillon font corps avec un segment arqué 63 qui prend appui sur la face anté rieure du maillon et dont la position radiale est déterminée par un épaulement 64 du mail lon. Le segment est fixé de faon amovible contre la face antérieure et l'épaulement 64 du maillon par une vis inclinée 65 (fig. 5).
Comme représenté à la fig. 8, les maillons 58 sont articulés entre eux par des axes 66, de façon à venir s'appliquer sur le noyau et tourner avec lui, sous forme d'une chaîne sans fin. Les extrémités de ces axes sont recou vertes par des disques 67 engagés dans des évidements des maillons, de telle sorte que leur face extérieure affleure sensiblement les faces antérieures des maillons. Les disques 67 sont maintenus en place par des sections de couvercle 106 et 107, décrites ci-après plus en détail, du boîtier 48, ces sections re couvrant partiellement ces disques. La chaîne passe en un trajet sans fin sur le noyau 47 et sur un organe dé guidage constitué par une roue folle 68 qui est montée par inter position d'un roulement à billes sur un axe 69 fixé sur un organe de support constitué en l'occurrence par le boîtier 48.
L'ensemble de la roue folle 68 et de son roulement est main tenu par un écrou vissé sur l'axe et par un anneau 70 fixé à la roue. Le diamètre de la roue 68 est de préférence le même que celui de la surface 56 du noyau, afin que les sur faces inférieures concaves 57 des maillons prennent appui par toute leur étendue sur cette roue. Les extrémités des maillons 58 sont façonnées pour ménager un logement de clavette entre deux maillons consécutifs, des clavettes 60 (fig. 4) réparties sur la circon férence du noyau 47 et fixées à celui-ci s'en gageant dans ces logements pour maintenir le synchronisme entre la chaîne et le noyau.
Avec la roue folle 68 coopèrent pour gui der la chaîne et assurer un alignement cor rect des maillons lorsqu'ils passent sur le noyau de l'outil, d'autres organes de guidage constitués par des rails 71 et 72, qui s'éten dent le long du boîtier entre le noyau et la roue folle et sont également supportés par ce boîtier, ces rails étant séparés de la paroi de fond. du boîtier par des entretoises 73 fixées par des attaches 74.
Dans les côtés extérieur et intérieur des maillons 58 sont ménagées des rainures 75 et 76, respectivement, par les surfaces desquelles ces maillons sont en con- tact avec les rails 71 et 72. Dans leur pas sage autour de la roue folle, les maillons sont guidés par encore d'autres organes de gui dage, à savoir des rails courbes 77 engagés dans les rainures 75, tandis qu'une nervure annulaire 78 de la roue folle s'engage dans les rainures 76 des maillons qui passent sur cette roue.
Dans certaines conditions, on peut omettre lesdits rails, la roue folle 68 suffi sant à elle seule pour guider la chaîne de maillons 58 de manière que chaque maillon se déplace avec une précision suffisante vers sa position d'appui sur le noyau 47.
La machine comprend un dispositif des tiné à maintenir les maillons 58 fermement appliqués contre le noyau 47 pendant qu'ils tournent avec ce noyau. Ce dispositif com prend des organes de roulement qui, dans la présente forme d'exécution affectent la forme de rouleaux ou galets 79 disposés pour rouler entre des surfaces convexes 81 des maillons et des surfaces concaves 82 d'un bloc-pres seur 83.
Comme représenté à la fig. 4, les surfaces concaves 82 du bloc-presseur, de même que la surface convexe 81 de chaque maillon 58 sont constituées par des parties de surfaces de révolution qui ont pour axe l'axe du noyau 47 lorsque le maillon est engagé dans la ca vité du noyau et prend appui sur celui-ci. Comme on le voit plus clairement aux fig. 4 et 9, les galets 79 sont reliés entre eux par des axes 84 et des maillons 85, de manière à constituer une chaîne sans fin qui est guidée par des rails intérieur 86 et extérieur 87 en gagés dans une gorge des galets. Pendant que les galets se déplacent entre le bloc-presseur et les maillons porte-lames, ils sont guidés par une section de voie courbe 88 fixée au bloc 83.
Le bloc 83 fait partie d'un dispositif pres seur destiné à solliciter vers l'axe du noyau les galets 79, ce dispositif presseur compre nant en outre: des pistons opposés 89 coulis sant dans une chambre cylindrique ménagée dans un corps 91 supporté par le boîtier 48, deux leviers 92 pivotant sur des axes 93 du corps 91, et des doigts de poussée 94 logés dans des évidements opposés des leviers 92 et du bloc-presseur 83. Lorsque du fluide sous pression est admis par un conduit 95 à la partie de la chambre cylindrique comprise entre les deux pistons 89, ces derniers sont écartés en faisant ainsi pivoter les leviers 92 autour de leurs axes respectifs 93 et en agis sant par l'intermédiaire des deux doigts 94 pour pousser le bloc 83 vers la droite (en regardant les fig. 4 et 5), c'est-à-dire vers le noyau 47.
Le bloc 83 exerce donc une pression sur les galets 79 qui sont en contact avec les surfaces convexes 81 des maillons 58, de ma nière à appliquer fermement sur le noyau 47, par l'intermédiaire de ces galets, ceux des maillons 58 qui sont en contact avec le noyau. Le bloc-presseur est maintenu en position en prenant appui par sa surface concave 82 sur les galets 79, ainsi que par un goujon 96 qui est porté par le boîtier 48 et engagé dans une rainure 97 du bloc-presseur.
Pour appliquer sur le noyau une contre- poussée propre à réduire. les efforts qui s'exercent sur les portées de l'arbre porte-outil et éviter la flexion dudit arbre qui pourrait résulter de la pression exercée par le dispo sitif presseur décrit ci-dessus, on a prévu un autre dispositif presseur analogue au précé dent sur lequel prennent appui des organes de roulement constitués par deux rouleaux engageant le noyau dans une zone diamétrale ment opposée à celle avec laquelle sont en contact les maillons 58. Cet autre dispositif presseur sollicitant les rouleaux 98 comprend deux leviers 99 portant respectivement les deux rouleaux 98 et pivotant tous deux au tour d'un axe 101 porté par un bloc 102 fixé au boîtier 48.
Dans le bloc 102 est ménagée une cavité cylindrique 103 contenant des pis tons opposés 104 agissant sur les leviers 99 par leur extrémité extérieure. Lorsqu'un fluide sous pression est admis au milieu du cylindre par l'intermédiaire d'un conduit in diqué en 105, les pistons s'écartent l'un de l'autre, font ainsi pivoter les leviers 99 au tour de leur axe commun 101 et exercent de ce fait, par l'intermédiaire des rouleaux 98, une poussée sur le noyau, dans une direction opposée à la poussée exercée sur ce même noyau par les galets 79.
On remarquera que les rouleaux 98 roulent sur une portion de la surface 56 du noyau qui est différente des portions qui sont en contact avec les mail lons 58, ce qui évite une usure inutile de ces dernières portions.
Les sections de couvercle intérieure 106 et extérieure 107 sont prévues et règnent sur toute l'étendue de la face frontale du boîtier pour envelopper toutes les pièces mobiles de la machine, à l'exception des lames 14 et de la face frontale de la plaque 61. La section 106 est fixée au boîtier proprement dit à l'aide de vis 109 qui s'engagent dans le sup port 108 et le bloc 102, et d'une vis 110 qui s'engage dans l'axe 69, alors que la section 107 est fixée à l'aide de vis 111 engagées dans le boîtier 48 et le corps 91. Les bords adja cents des sections 106 et 107 délimitent une rainure sans fin 112, de forme générale ovale, dans laquelle pénètrent les lames.
Ainsi qu'il ressort de la fig.5, lés segments arqués 63 peuvent être enlevés et remplacés sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir le couvercle, étant donné que les vis 65 sont accessibles de l'extérieur du boîtier. De même, les têtes des vis 46 sont accessibles de l'extérieur du boî tier, de sorte que, après que les boulons 49 ont été enlevés, tout l'ensemble de taillage 13 peut être enlevé de la machine sans avoir été ouvert.
Sur les portions de bord extérieure et intérieure des sections 106 et 107, glissent respectivement les faces avant des maillons 58 et aussi (comme représenté à la fig.8) les faces extérieures des disques 67, ce qui cons titue autour de la rainure 112 un joint con tinu propre à exclure les copeaux et autres matières étrangères de l'intérieur du boîtier. Une pièce de garde 113 est fixée autour des lames coupantes qui n'attaquent pas l'ébauche, au-dessus de la face avant du couvercle, à l'aide de vis 114, à titre de protection.
Avant de mettre la machine en marche, l'outil et l'ébauche sont amenés aux positions angulaires et axiales relatives convenables par les réglages dont il a été question précédem- ment. Ces réglages comprennent la mise en place du boîtier autour de l'axe-15, afin que les lames qui attaquent l'ébauche soient, à tout instant, celles dont les maillons 58 sont appliqués sur le noyau 47 par le dispositif presseur composé du bloc 83 et des galets 79.
Pendant le fonctionnement de la machine, un fluide hydraulique sous une pression con venable est refoulé à l'aide d'un dispositif de pompage (non représenté) dans les conduits 95 et 105, de façon que des forces approxima tivement égales soient appliquées par l'inter médiaire des galets 79 et 98 sur les côtés opposés du noyau 47, la force exercée par les galets 79 ayant pour effet de presser fermement contre la surface 56 du noyau ceux des maillons 58 qui sont en contact avec ce noyau. Ce dernier participe à la rotation de son arbre 44 sous la commande du moteur 38, de l'arbre 30 et de l'engrenage 41, 42. Pen dant cette rotation, les lames 14 portées par les maillons de la chaîne sont successivement entraînées à travers l'ébauche de pignon G pour la tailler.
Pendant que la ou les lames effectuent la taille, les maillons qui les por tent tournent avec le noyau comme s'ils étaient d'un seule pièce avec lui. Toutefois, lorsqu'un maillon quitte la zone de travail, c'est-à-dire se sépare du noyau, il se trouve soustrait à l'influence du dispositif presseur, représenté par les galets 79, et il est par conséquent libre de suivre les organes de guidage, com posés des rails 71, 72 et 77 et de la roue folle 68, jusqu'au moment où, d'ans le cycle de tra vail suivant, ce maillon passe de nouveau et se trouve serré entre les galets 79, et le noyau.
Chacune des lames coupantes 14 une forme telle qu'elle effectue la taille à la faon d'une lame de fraisage d'une fraise à taille en bout, les maillons 58, qui portent ces lames tournant. en un même ensemble avec le noyau 47. Si on le désire, toutes les lames peuvent être soit des lames dégrossisseuses, soit des lames finisseuses; et elles peuvent soit, varier de hauteur, de manière à tailler die plus en plus profondément les creux de la denture dans l'ébauche au cours de la rotation de la chaîne, soit être toutes de même hauteur, l'avance de coupe étant obtenue en faisant avancer lentement l'ébauche G suivant l'axe 11 ou suivant l'axe 15 (c'est-à-dire par le mouvement de la tête porte-ébauche, le long des glissières 17 ou 24).
Toutefois, il est pré férable die donner aux lames une hauteur progressivement croissante, comme cela est représenté à la fig. 10, et de les disposer de façon que la taille complète d'un creux de dent, qu'il s'agisse d'un dégrossissage ou d'un finissage, soit effectuée en une seule révolu tion de la chaîne. A la fig. 10, les segments 63 numérotés de 1 à 19 sont pourvus de lames dégrossisseuses 14 dont la hauteur augmente progressivement, de sorte que, au cours de la rotation de la chaîne, ces lames pénètrent progressivement de plus en plus profondément dans l'ébauche, la disposition étant telle que la quantité de matière enlevée par les di verses lames soit approximativement la même.
Le maillon 58 indiqué en 20 ne porte pas de lame, alors que les lames désignées par 14' sur les maillons indiqués en 21 et 22 sont des lames semi-finisseuses. Le maillon indiqué en 20, qui ne porte pas de lame, permet à la der nière lame dégrossisseuse de s'écarter de l'ébauche avant que la première lame semi- finisseuse 14' se soit engagée dans le creux, en cours de taille, de la denture. Pour une raison semblable, les maillons indiqués en 23 et 25 sont dépourvus de lames, et les lames finisseuses 14" qui font suite à ces maillons sont elles-mêmes largement espacées pour qu'une seule de ces lames travaille à la fois.
Comme représenté, les lames 14' et 14" sont des lames à coupe latérale dont le rôle est. de former le profil de la dent, alors que les lames dégrossisseuses 14 taillent en profondeur. Les maillons 27 et 28 sont dépourvus de lames, leur rôle étant de ménager le temps voulu pour le passage, par le diviseur, d'une dent à une autre pendant que la chaîne de lames continue à tourner. L'espace libre ainsi cons titué par ces maillons dépourvus de lames permet d'obtenir, entre le moment où la der nière lame finisseuse quitte l'ébauche et celui ou la première lame dégrossisseuse y pénètre, un intervalle de temps au cours duquel l'ébauche G peut recevoir ni l an gulaire d'un mécanisme diviseur (non repré senté) pour amener le creux suivant de la denture à tailler à la position de travail.
De cette manière, un pignon entier peut être taillé sans aucun arrêt de l'ensemble d e tail- lage.
Il va de soi que diverses combinaisons de lames sont possibles, selon le pas des pignons à tailler et le genre de fini déiré. Par exem ple, l'outil peut être pourvu d'un nombre plus ou moins grand de lames 14' ou 14", ou bien ces deux types de lames peuvent l'un et l'autre être supprimés, l'outil ne portant plus que des lames dégrossisseuses 14, ou bien encore la chaîne entière peut être composée de maillons portant des lames semi-finisseuses et finisseuses, ainsi que tous espaces vides qui peuvent être nécessaires.