Machine à tailler des roues dentées La présente invention a pour objet une machine à tailler des roues dentées, comportant un couteau rotatif et une broche porte-ouvrage.
Dans une telle machine, le couteau tourne conti nuellement, un évidement étant ménagé entre la der nière lame et la première lame du couteau ; et un mouvement d'indexage de la pièce s'effectue lorsque l'évidement arrive en regard de la pièce. Habituelle ment, la machine est pourvue d'un chargeur, com prenant un bras serre-pièce monté pour pivoter et pour effectuer aussi un mouvement rectiligne sur la tête porte-ouvrage dans laquelle tourillonne la bro che porte-ouvrage de la machine.
En fonctionne ment, la tête porte-ouvrage reçoit d'abord un mou vement qui l'éloigne du couteau, de manière à assurer la place nécessaire pour le fonctionnement du bras du chargeur ; dès qu'une pièce est terminée, le bras serre-pièce reçoit un mouvement vers l'avant à l'effet de mouvoir ladite pièce dans une direction axiale à l'écart de la broche, puis il reçoit des mouvements de pivotement pour venir successivement à un poste de décharge, puis à un poste où s'effectue la récep tion d'une nouvelle pièce à usiner;
après quoi ledit bras reçoit un mouvement de pivotement pour ame ner une nouvelle pièce à tailler dans l'alignement de la broche, puis un mouvement vers l'arrière, suivant l'axe de la broche, pour charger ou monter ladite pièce sur la broche ; et finalement, la tête porte- ouvrage reçoit un mouvement d'avancement jusqu'à la position de taille.
Le but de la présente invention est de réduire sensiblement la durée de l'opération de chargement et d'accroître ainsi la productivité de la machine.
Suivant l'invention, la machine à tailler des roues dentées comportant un couteau rotatif et une broche porte-ouvrage propre à supporter une pièce à tailler, dans une position telle que la périphérie du couteau soit tangente au fond de l'entredent de la dent à tailler dans la pièce, le couteau comprenant un dis que pourvu à sa périphérie de lames radiales avec un intervalle séparant les dernière et première lames permettant un indexage de la pièce sans interrompre la rotation du disque, un chargeur comportant plu sieurs jeux circonférentiellement espacés de mâchoi res servant à serrer les pièces, ce chargeur tournant, d'une part,
autour d'un axe parallèle à la broche porte-ouvrage et perpendiculaire à l'axe du couteau, afin que lesdits jeux de mâchoires amènent et enlè vent successivement les pièces à une position d'ali gnement avec la broche porte-ouvrage et, d'autre part, effectuant un mouvement de va-et-vient suivant son axe de rotation est caractérisée par le fait que le couteau rotatif présente à sa périphérie, près du sus dit intervalle séparant les dernière et première lames, un évidement destiné à recevoir la pièce lorsque le chargeur occupe sa position avant dans le sens axial.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La<B>hg.</B> 1 est une vue en plan de la machine.
La fig. 2 est une vue de face, selon la ligne 2-2 de la fig. 1 avec arrachement et coupe partiels, de la structure du chargeur à bras et mâchoires.
La fig. 3 est une coupe horizontale partielle sui vant les lignes 3-3 des<B>hg.</B> 2 et 4.
La fig. 4 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne 5-5 de la fig. 3. La fig. 6 est une vue schématique du dispositif mécanique d'entraînement de la machine.
La fig. 7 est une vue de détail, avec coupe ver ticale partielle, du dispositif de commande destiné à régir le fonctionnement d'une goulotte d'alimenta tion en pièces à tailler, et la fig. 8 est une vue de détail, avec coupe par tielle, suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La machine est pourvue d'un bâti 10 présentant des glissières horizontales 11 sur lesquelles coulisse un chariot 12, qui supporte lui-même rotativement une broche verticale 13 portant un dispositif coupant sous forme d'un disque 14 à' la périphérie duquel sont fixées une série de lames coupantes 15, dont la première et la dernière ont été désignées respective ment par 15' et 15". La roue dans laquelle des dents doivent être taillées, et qui est dans ce cas un pignon conique G, est montée sur un arbre dans une position telle que la périphérie du couteau est tangente au fond de l'entredent de la dent à tailler.
Cet arbre est fixé à une broche porte-ouvrage 17 qui est supportée pour tourner dans une tête porte-ouvrage 18, qui est ajustable angulairement autour d'une pointe 19 et d'un chemin circulaire 20 porté par un coulisseau transversal 21. Le coulisseau 21 est ajustable le long de glissières 22 pratiquées dans un socle coulissant 23 qui est parallèle aux glissières 11.
Cc socle cou lisse sur le bâti 10, le long de glissières 24, dans une direction qui est perpendiculaire aux glissières 11 et 22, ce mouvement étant effectué par un piston 25 qui coulisse dans un cylindre 26 fixé au bâti. A l'aide d'une vis de réglage 27, ou peut régler la position du socle coulissant par rapport audit piston dans une direction qui est parallèle à celle des glissières 24.
On voit à la fig. 6 que le disque 14 est entraîné par un moteur 28 monté sur le chariot 12, cette commande étant effectuée par l'intermédiaire d'une poulie 29, de courroies sans fin flexibles 31, d'une poulie 32, d'un arbre 33, d'une poulie 34, de cour roies sans fin 35, d'une poulie 36, d'un embrayage magnétique 37 avec frein, d'un arbre 38, d'un pignon hypoïde 39 et d'une roue dentée 40 qui est calée sur l'arbre du disque 14 et entraînée par le pignon 39.
Pour empêcher le jeu entre les roues dentées 39, 40, il est prévu un pignon conique 41 qui tourne en prise avec la roue dentée 40 et est entraîné à partir de l'arbre 38 par l'intermédiaire de roues dentées droites 42 et 43, d'un arbre 44, d'une roue à denture héli coïdale 45 portée par l'arbre 44 et d'une roue à denture hélicoïdale complémentaire 46 qui est fixée sur l'arbre 47 auquel est fixé le pignon 41.
La roue dentée hélicoïdale 45 n'est pas fixée à l'arbre 44, mais tourne sur cet arbre auquel elle est reliée par un dispositif à ressort 48 qui agit sur une roue dentée conique 49 fixée audit arbre. L'effet du dispositif à ressort 48 est tel que, même en l'absence de forces d'entraînement imposées par le moteur 28, le côté menant de la denture de la roue 40 engrène avec les dents du pignon 39 sous une poussée élastique relativement élevée, alors que le côté mené de la denture engrène avec les dents du pignon conique hélicoïdal 41 avec une poussée élastique du même ordre.
Le dispositif élastique 48, dont le rôle est de supprimer les jeux, peut être disposé de la manière décrite dans le brevet suisse N 349471.
La roue dentée conique 49 engrène avec un pi gnon conique 51 qui est claveté sur un arbre 52 sur lequel est aussi clavetée une large roue dentée 53, dont le rôle est d'actionner des dispositifs effec tuant le mouvement de va-et-vient du chariot portant le disque 14 et d'un dispositif d'indexage de la bro che porte-ouvrage, qui va maintenant être décrit. Les arbres 33, 38, 44, 47 et 52 sont tous supportés de façon rotative par le chariot portant le disque 14.
Le bâti 10 supporte de façon rotative un arbre 54 (fig. 6) auquel est fixée une came cylindrique 55 dont le suiveur 56 communique à un piston de pompe 57 un mouvement de va-et-vient dans son cylindre 58. L'arbre 54 reçoit sa commande de la large roue dentée 53 par l'intermédiaire d'une transmission com prenant un pignon 59, un embrayage à plateaux finement dentés 61, un arbre 62, des roues dentées 63 et 64, un arbre 65, un pignon d'angle 66 et une roue dentée conique 67. Sur la broche 17 est montée une roue menée. 68 qui fait partie d'un mécanisme à croix de Malte et présente une série de fentes ra diales 69 engagées successivement par le maneton de commande 71 d'une roue d'entraînement 72 dudit mécanisme.
La roue 72 est montée sur un arbre 73 auquel est fixé un pignon 74 engrenant avec une crémaillère taillée sur un piston 75 qui coulisse dans un cylindre moteur 76 porté par la tête porte- ouvrage 18. Les chambres de travail opposées des cylindres 58 et 76 communiquent entre elles par des tuyaux flexibles 77 et 78 qui, de même que les cy lindres, sont remplis d'un fluide hydraulique.
La disposition est telle que, à un certain moment de la rotation du disque 14, à savoir au moment où l'in tervalle ménagé entre la dernière (15") et la pre mière (15') des lames coupantes se trouve en regard de la pièce G, la came 55 provoque une course du piston 57 qui, par déplacement de fluide hydraulique, provoque une course du piston 75 et un mouvement angulaire du maneton 71, en faisant ainsi avancer l'organe commandé 69, 68. De cette manière, le mouvement d'indexage de la broche 17 et de la pièce G s'effectue en synchronisme avec la rotation du disque 14. Le mécanisme à croix de Malte est, de préférence, semblable à celui décrit dans le brevet suisse NI 345226.
Une came. réglable 79 est reliée à l'arbre 54 (fig. 6) par un embrayage à dents fines 81 et est inter calée entre deux galets suiveurs de came 82 portés par le chariot 12. Comme représenté, la came 79 présente des surfaces de forme complémentaire qui sont respectivement en contact avec les deux galets. La disposition est telle que la came communique un mouvement de va-et-vient au chariot 12 le long des glissières 11, une fois par tour du disque 14. La roue dentée à large face 53 qui communique au chariot son mouvement de va-et-vient reste en prise avec le pignon 59 pendant toute la durée de ce mouvement.
Des cames 83 et 84, portées par l'arbre 54, action nent des interrupteurs 85 et 86, qui commandent un dispositif compteur (non représenté), ainsi que le moteur 28 et l'embrayage 37 avec frein (de même qu'un moteur de charge, comme il sera décrit plus loin) de sorte qu'à l'achèvement du nombre de cycles (nombre de tours du disque et nombre d'indexages) nécessaires pour tailler toutes les dents de la roue dentée G, la machine s'arrête automatiquement, le disque 14 occupant approximativement la position représentée.
Le chargeur comprend un bâti 87 (fig. 2 et 3) sup porté par un arbre tubulaire 88 qui est destiné à effec tuer à la fois un mouvement de rotation et un mou vement de va-et-vient axial dans la tête porte-ouvrage 18. Sur la tête pivotent quatre paires identiques de mâchoires 89 entrant en prise avec la pièce, chacune de ces paires étant destinée à recevoir une pièce d'une goulotte d'alimentation 90 (fig. 1 et 7) située au poste G1 (fig.
2), puis, après des mouvements d'avance angulaires successifs de 90 chacun, à ame ner la pièce au poste G.,, où ladite pièce est alignée avec la broche porte-ouvrage, ensuite au poste G#, où elle peut être éprouvée par un dispositif non re présenté et, finalement, au poste G.l, d'où elle est éjectée et reçue par une goulotte de décharge 91 (fig. 1). Pour permettre une telle rotation du char geur portant des pièces dans ses divers jeux de mâ choires sans provoquer un mouvement de recul de la tête porte-ouvrage 18, la périphérie du disque 14 est évidée, comme indiqué en 80.
Cet évidement; qui peut être considéré comme un évidement récep teur, est placé près de l'intervalle prévu entre les première et dernière lames coupantes 15' et 15". En considérant que cet évidement constitue un élargis sement de l'intervalle séparant ces lames, on se rend compte que ledit intervalle joue ainsi le double rôle de permettre un mouvement d'indexage d'une dent à la suivante sans cesser la rotation du disque, et de permettre la rotation du chargeur sans avoir à retirer la tête porte-ouvrage. Ainsi, la prévision de cet évidement permet de réduire substantiellement le temps nécessaire au chargement et au déchargement et d'augmenter ainsi la productivité de la machine.
Chacune des paires de mâchoires 89 du chargeur est fixée à un arbre 92 qui tourne dans le bâti 87 et auquel est fixé un bras 93. Comme représenté à la fig. 2, les bras adjacents 93 des paires de mâchoi res adjacentes sont sollicités l'un à l'écart de l'autre par un ressort 94 disposé entre eux, les divers res sorts 94 se combinant ainsi pour solliciter chaque jeu de mâchoires vers la position d'ouverture. Pour fermer les mâchoires et les maintenir fermées, il est prévu pour chaque jeu de mâchoires un poussoir 95 (fig. 2) qui présente des surfaces inclinées dans des sens opposés et entrant respectivement en contact avec des boutons en acier durci 96 portés par les deux bras 93.
Chacun des poussoirs 95 prend appui sur un ressort de compression 97 qui est suffisam ment robuste pour refermer les mâchoires en sur montant la force des ressorts 94. Pour limiter le mou vement des poussoirs 95 vers l'intérieur, chacun d'eux porte à son extrémité intérieure un galet 98 qui entre en contact avec une tige de commande 99 des mâchoires coulissant dans l'arbre tubulaire 88. La tige 99 est destinée à recevoir un mouvement axial mais ne peut pas tourner par rapport à la tête porte-ouvrage 18.
Lorsque la position de cette tige est telle (comme à la fig. 3) que sa portion de faible diamètre 101 se trouve au-dessous des galets 98, les ressorts 97 ferment les mâchoires ; lorsque la tige 99 est déplacée pour obliger les galets à monter sur la surface conique 102 de cette tige, les poussoirs 95 sont déplacés radialement vers l'extérieur dans le bâti 87 à l'effet d'ouvrir les mâchoires ;
et lorsque la portion de grand diamètre 103 de ladite tige arrive au-dessous des galets, les mâchoires sont maintenues ouvertes, à l'exception du jeu des mâchoires situé au poste Q.,,. En effet, comme représenté à la fig. 2, les côtés inférieurs des parties 102 et 103 de la tige 99 sont taillés de manière à constituer une surface hori zontale plate 104, de sorte que le jeu de mâchoires qui se trouve à ce poste reste fermé dans toutes les positions du mouvement axial de la tige 99.
Une autre exception consiste en ce qu'un méplat sem blable mais plus petit, 104', peut être prévu sur une partie de la tige 99 qui est diamétralement opposée au méplat 104, afin que lorsque les mâchoires sont situées au poste Gl, elles ne s'ouvrent que juste assez pour recevoir une pièce, c'est-à-dire que leur degré d'ouverture est légèrement moindre que celui des mâchoires situées aux postes Gz et G.4.
Le chargeur est actionné par un moteur 105 (fig. 6<B>)</B>, qui, par l'intermédiaire d'un engrenage ré ducteur composé de pignons d'angle 106, d'une vis sans fin 107 et d'une roue tangente 108, entraine un arbre 109 qui actionne le chargeur. A cet arbre, qui est supporté de façon rotative par la tête porte- ouvrage 18, sont fixés une came menée 110, une roue 111 servant à actionner le mécanisme à croix de Malte, un distributeur hydraulique rotatif 112 et une came 113 servant à actionner un interrupteur 114 monté dans les circuits électriques de commande des moteurs 28 et 105.
La came 110 présente un chemin 117 destiné à recevoir un galet suiveur 118 porté par une fourchette 119 (fig. 4) qui pivote au tour d'un axe 121 de la tête porte-ouvrage 18. Cha cune des branches de la fourchette 119 supporte de façon pivotante un bloc à coussinet 122 qui est en gagé dans une gorge annulaire du moyeu d'une roue dentée droite 123 fixée à l'arbre tubulaire 88.
La forme du chemin 117 de la came 110 est telle que, au cours de chaque rotation de ladite came, l'arbre 88 reçoit un mouvement d'avance axial, c'est-à-dire est déplacé vers le bas (à la fig. 3) et s'avance vers la gauche (aux fig. 1 et 6) pour amener la roue à tailler à la position G', après quoi, à la suite d'une période de repos, ledit arbre reçoit un mouvement de rappel.
Lorsque la roue 123 est ainsi rappelée, elle engrène avec une crémaillère 124 fixée à la tête 18 à l'effet d'empêcher la rotation de l'ensemble 87, 88, mais lorsque ladite roue avance, elle se dégage de la crémaillère et engrène avec une roue dentée <B>125</B> (fig. 6). Pendant chacune des périodes de repos de l'ensemble 87, 88 dans sa position avancée, la roue 125 reçoit un mouvement de rotation pour faire tourner le chargeur de 900.
A cette fin, la roue 125 est montée de façon rotative sur un arbre fixe 126 et comprend un élément commandé faisant partie d'un mécanisme à croix de Malte présentant des fentes radiales 127 dans lesquelles est destinée à s'engager périodiquement une goupille de commande 128 portée par la roue 111.
Le mécanisme à croix de Malte du chargeur et le mouvement que transmet le chemin 117 de la came 110 sont synchronisés de telle façon que le mouvement d'indexage s'effectue juste au moment où le bâti 87 atteint sa position limite vers l'avant et que, aussitôt le mouvement d'indexage terminé, le chemin 117 oblige le bâti 87 à revenir vers l'arrière.
Pour actionner la tige de commande 99, la came <B>110</B> possède un chemin 129 dans lequel est engagé un galet suiveur 130 porté par une fourchette pivo tante 131 (semblable à la fourchette 119) dans la quelle pivotent des blocs à coussinet 132 (fig. 5). Ces blocs sont engagés dans des rainures rectilignes 133 que présente un collier 134 fixé à la tige 99, de manière à empêcher la rotation de cette tige.
Le chemin 129 reçoit une forme telle, et le mouvement qu'il transmet est synchronisé de manière telle avec le mouvement que transmet le chemin 117, que la tige 99 est avancée pour ouvrir les mâchoires du chargeur des trois postes Gl, G2 et G4 aussitôt que le bâti 87 vient occuper sa position arrière limite sous la commande du chemin 117 et que la tige se trouve rétractée de manière à fermer les mâchoires du chargeur à ces trois postes, juste au moment où le bâti 87 est sur le point d'effectuer son mouvement d'avance à partir de ladite position limite.
La came 113 est synchronisée avec les mouvements que trans mettent les chemins 117 et 129 de manière telle que, aussitôt que le bâti 87 a été ramené à sa posi tion limite arrière et que les mâchoires du chargeur sont ouvertes, ce qui signifie l'achèvement d'un cycle de chargement, l'interrupteur 114 est actionné par la came 113 pour arrêter le moteur 105 et mettre en marche le moteur électrique 28 actionnant le dis que à lames.
La taille de la roue continue alors jus qu'à ce que toutes les dents aient été taillées, après quoi le compteur commandé par l'interrupteur 85 et l'interrupteur 86 agit de manière à désexciter le mo teur 28 et à exciter le frein de l'embrayage 37 pour arrêter le disque 14 dans la position, représentée aux fig. 1 et 6 et effectuer la remise en, marche du moteur 105 du chargeur. Un cycle de chargement succède ainsi automatiquement à chaque cycle de taille, et vice versa.
Le distributeur rotatif 112 est disposé de manière à régir le fonctionnement d'un organe de commande hydraulique (non représenté) qui effectue l'ouverture et la fermeture de la pince portée par l'arbre 16, de manière à contraindre cette pince à serrer ou libérer la pièce à tailler montée sur l'arbre. Le distributeur est synchronisé avec le mou vement que transmet le chemin<B>129</B> de manière telle que la pince de l'arbre 16 effectue le serrage d'une pièce à tailler juste au moment où les mâchoires du chargeur sont sur le point de s'ouvrir, préalablement à l'opération de taille des dents, après quoi la pièce taillée est libérée, une fois terminée l'opération de taille juste après la fermeture des mâchoires.
Lorsqu'il s'agit de tailler des pièces de longueur anormale, telles que des pignons comportant de très longues tiges, il est possible que l'évidement 80 ne soit pas assez grand pour permettre à la pièce de recevoir une avance axiale suffisante pour libérer la tige du mandrin porté par la broche porte-ouvrage. Il est alors nécessaire de retirer la tête 18 avant que commence le chargement.
A cette fin, le distri buteur hydraulique rotatif 112 peut être relié au cylindre 26 de telle manière que, aussitôt que le mo teur 105 est mis en marche après l'achèvement de l'opération de taille du pignon, la pression hydrauli que soit appliquée au piston 25 pour obliger celui-ci à retirer le socle coulissant 23 et que, aussitôt l'opé ration de chargement terminée, et avant que l'inter rupteur 114 arrête le moteur 105, la pression hy draulique soit inversée de manière que le piston fonc tionne afin de faire avancer le socle coulissant 23 pour amener la pièce portée par la broche 17 à la position de taille.
La came<B>110</B> possède un chemin supplémentaire 135 servant à commander le passage de pièces à tailler à l'intérieur de la goulotte 90, vers le poste Gl. Comme représenté aux fig. 7 et 8, l'extrémité inférieure de la goulotte porte un boîtier 136 qui est fixé à la tête porte-ouvrage 18 et est pourvu de coussinets supportant des goujons d'arrêt supérieur 137 et inférieur 138, de manière que ces goujons puissent effectuer un mouvement axial pour arrêter respectivement des pièces à tailler passant à l'inté rieur de la goulotte à des positions désignées par G° et Gv, ainsi que d'une paire de goujons fixes 139 destinés à arrêter et centrer lesdites,
pièces au poste Gl. Le chemin 135 de la came 110 actionne les gou jons 137 et 138 par l'intermédiaire d'une tringlerie qui comprend un levier 140 pivotant en 141 sur la tête 18 et portant un galet suiveur 142 engagé dans le chemin 135. Une bielle 143 pivote en 144 sur le levier 140 et en 145 sur un levier à deux bras 146, qui pivote lui-même en 147 sur la tête 18 et est relié par un assemblage à goujon et fente 148 à une tige 149 qui coulisse axialement dans la tête 18.
Un levier à deux bras 150, monté pour pivoter autour d'un axe 151 sur le boîtier 136, est relié par un assemblage à goujon et fente 152 à la tige 149, et est aussi relié par des assemblages semblables 153 et 154 aux susdits goujons d'arrêt 137 et 138. La disposition est telle que, au cours de chacune des rotations de la came 110, le goujon 137 reçoit un mouvement de recul à partir de la position repré sentée à la fig. 7, et le goujon 138 reçoit simultané ment un mouvement d'avance, en permettant ainsi à une pièce à tailler de tomber du poste Ga au poste Gb, après quoi le goujon 137 avance en même temps que le goujon 138 recule.
Le recul du goujon 138 permet à la pièce qui se trouve au poste Gb d'avan cer à la position G1 (c'est-à-dire de venir buter con tre des goujons d'arrêt 139), où cette pièce est alors reçue par les mâchoires 89. Dans sa position avan cée, le goujon 137 maintient la pièce suivante au poste G. Les mouvements que transmettent les deux chemins 135 et 117 sont synchronisés de telle ma nière qu'une pièce tombe du poste Gb au poste G1 aussitôt que les mâchoires s'ouvrent, après que le bâti 87 a été amené à sa position limite arrière. Ainsi, une fois tombée, la pièce est tenue à la fois par les mâchoires et par les goujons d'arrêt 139.
Pour éjecter des pièces des mâchoires à l'inté rieur de la goulotte de décharge 91, un levier 155 pivote sur la tête 18 en 156, et un ressort 157 solli- cite ce levier dans le sens sinistrorsum (fig. 1) autour de son pivot. Lorsque le bâti 87 reçoit un mouve ment de recul, c'est-à-dire un mouvement vers le haut et vers la droite à la fig. 1, la pièce située au poste G4 agit à la façon d'une came sur le levier pour le faire tourner dans le sens dextrorsum autour de son, pivot 156, en comprimant ainsi le ressort 157.
Après l'ouverture subséquente des mâchoires, le ressort se détend en faisant ainsi mouvoir le levier dans le sens sinistrorsum, la pièce taillée étant alors éjectée dans la goulotte 91.
Machine for cutting toothed wheels The present invention relates to a machine for cutting toothed wheels, comprising a rotary knife and a work spindle.
In such a machine, the knife rotates continuously, a recess being formed between the last blade and the first blade of the knife; and an indexing movement of the part takes place when the recess arrives opposite the part. Usually, the machine is provided with a loader, comprising a work clamp arm mounted to pivot and also to perform a rectilinear movement on the work head in which the work spindle of the machine journals.
In operation, the work head first receives a movement which moves it away from the knife, so as to provide the necessary space for the operation of the loader arm; as soon as a workpiece is finished, the workpiece clamp arm receives a forward movement to move said workpiece in an axial direction away from the spindle, then it receives pivoting movements to come successively at a discharge station, then at a station where the reception of a new workpiece takes place;
after which said arm receives a pivoting movement to bring a new workpiece in line with the spindle, then a backward movement, along the axis of the spindle, to load or mount said workpiece on the spindle ; and finally, the work head receives an advancing movement to the waist position.
The object of the present invention is to significantly reduce the duration of the loading operation and thus to increase the productivity of the machine.
According to the invention, the machine for cutting toothed wheels comprising a rotary knife and a work-holder spindle suitable for supporting a workpiece, in a position such that the periphery of the knife is tangent to the bottom of the tooth gap. to be cut in the workpiece, the knife comprising a disc provided at its periphery with radial blades with an interval separating the last and first blades allowing indexing of the part without interrupting the rotation of the disc, a loader comprising several clearances circumferentially spaced apart by jaws used to clamp the parts, this rotating loader, on the one hand,
around an axis parallel to the work spindle and perpendicular to the axis of the knife, so that said sets of jaws successively bring and remove the pieces to a position of alignment with the work spindle and, d 'on the other hand, performing a back and forth movement along its axis of rotation is characterized in that the rotary knife has at its periphery, near the aforementioned gap between the last and first blades, a recess intended to receive the part when the loader occupies its front position in the axial direction.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
<B> hg. </B> 1 is a plan view of the machine.
Fig. 2 is a front view, along line 2-2 of FIG. 1 with partial breakout and cut, of the loader structure with arms and jaws.
Fig. 3 is a partial horizontal section taken along lines 3-3 of <B> hg. </B> 2 and 4.
Fig. 4 is a fragmentary vertical section taken on line 4-4 of FIG. 3.
Fig. 5 is a fragmentary vertical section taken along line 5-5 of FIG. 3. Fig. 6 is a schematic view of the mechanical drive device of the machine.
Fig. 7 is a detail view, with partial vertical section, of the control device intended to control the operation of a chute for feeding workpieces, and FIG. 8 is a detail view, with partial section, taken on line 8-8 of FIG. 7.
The machine is provided with a frame 10 having horizontal slides 11 on which slides a carriage 12, which itself rotatably supports a vertical spindle 13 carrying a cutting device in the form of a disc 14, at the periphery of which are fixed a series of cutting blades 15, the first and the last of which have been designated 15 'and 15 "respectively. The wheel in which teeth are to be cut, and which is in this case a bevel gear G, is mounted on a shaft in a position such that the periphery of the knife is tangent to the bottom of the dent of the tooth to be cut.
This shaft is fixed to a work-carrying spindle 17 which is supported to rotate in a work-carrying head 18, which is angularly adjustable around a point 19 and a circular path 20 carried by a transverse slide 21. The slide 21 is adjustable along slides 22 formed in a sliding base 23 which is parallel to the slides 11.
Cc smooth neck base on the frame 10, along slides 24, in a direction which is perpendicular to the slides 11 and 22, this movement being effected by a piston 25 which slides in a cylinder 26 fixed to the frame. By means of an adjustment screw 27, or can adjust the position of the sliding base with respect to said piston in a direction which is parallel to that of the slides 24.
We see in fig. 6 that the disc 14 is driven by a motor 28 mounted on the carriage 12, this control being effected by means of a pulley 29, flexible endless belts 31, a pulley 32, a shaft 33, a pulley 34, endless belts 35, a pulley 36, a magnetic clutch 37 with brake, a shaft 38, a hypoid pinion 39 and a toothed wheel 40 which is wedged on the shaft of the disc 14 and driven by the pinion 39.
To prevent play between the toothed wheels 39, 40, a bevel gear 41 is provided which rotates in engagement with the toothed wheel 40 and is driven from the shaft 38 by means of spur gear wheels 42 and 43, a shaft 44, a helical-toothed wheel 45 carried by the shaft 44 and a complementary helical-toothed wheel 46 which is fixed on the shaft 47 to which the pinion 41 is fixed.
The helical toothed wheel 45 is not fixed to the shaft 44, but rotates on this shaft to which it is connected by a spring device 48 which acts on a conical toothed wheel 49 fixed to said shaft. The effect of the spring device 48 is such that, even in the absence of driving forces imposed by the motor 28, the driving side of the teeth of the wheel 40 meshes with the teeth of the pinion 39 under a relatively elastic thrust. high, while the driven side of the toothing meshes with the teeth of the helical bevel gear 41 with an elastic thrust of the same order.
The elastic device 48, the role of which is to eliminate the play, can be arranged in the manner described in Swiss patent N 349471.
The conical toothed wheel 49 meshes with a conical pin 51 which is keyed on a shaft 52 on which is also keyed a large toothed wheel 53, the role of which is to actuate devices effecting the reciprocating movement of the carriage carrying the disc 14 and a device for indexing the book-holder spindle, which will now be described. The shafts 33, 38, 44, 47 and 52 are all rotatably supported by the carriage carrying the disc 14.
The frame 10 rotatably supports a shaft 54 (FIG. 6) to which is fixed a cylindrical cam 55, the follower 56 of which communicates to a pump piston 57 a reciprocating movement in its cylinder 58. The shaft 54 receives its command from the large toothed wheel 53 via a transmission comprising a pinion 59, a finely toothed plate clutch 61, a shaft 62, toothed wheels 63 and 64, a shaft 65, a pinion of angle 66 and a bevel gear 67. On the spindle 17 is mounted a driven wheel. 68 which is part of a Maltese cross mechanism and has a series of radial slots 69 successively engaged by the control crank pin 71 of a drive wheel 72 of said mechanism.
The wheel 72 is mounted on a shaft 73 to which is fixed a pinion 74 meshing with a rack cut on a piston 75 which slides in a motor cylinder 76 carried by the work head 18. The opposing working chambers of the cylinders 58 and 76 communicate with each other by flexible pipes 77 and 78 which, like the cylinders, are filled with hydraulic fluid.
The arrangement is such that, at a certain moment of the rotation of the disc 14, namely at the moment when the interval formed between the last (15 ") and the first (15 ') of the cutting blades is opposite the part G, the cam 55 causes a stroke of the piston 57 which, by displacement of hydraulic fluid, causes a stroke of the piston 75 and an angular movement of the crank pin 71, thus advancing the controlled member 69, 68. In this way. , the indexing movement of the spindle 17 and of the part G is carried out in synchronism with the rotation of the disc 14. The Maltese cross mechanism is preferably similar to that described in Swiss patent NI 345226.
A cam. adjustable 79 is connected to the shaft 54 (FIG. 6) by a fine tooth clutch 81 and is interlocked between two cam follower rollers 82 carried by the carriage 12. As shown, the cam 79 has surfaces of complementary shape. which are respectively in contact with the two rollers. The arrangement is such that the cam communicates a reciprocating motion to the carriage 12 along the slides 11, once per revolution of the disc 14. The wide-faced toothed wheel 53 which communicates its reciprocating motion to the carriage. -Comes in engagement with the pinion 59 throughout the duration of this movement.
Cams 83 and 84, carried by shaft 54, actuate switches 85 and 86, which control a counter device (not shown), as well as motor 28 and clutch 37 with brake (as well as a motor. load, as will be described later) so that upon completion of the number of cycles (number of disc revolutions and number of indexings) required to cut all teeth of toothed wheel G, the machine will automatically stops, the disc 14 occupying approximately the position shown.
The loader comprises a frame 87 (fig. 2 and 3) supported by a tubular shaft 88 which is intended to effect both a rotational movement and an axial reciprocating movement in the work head. 18. On the head rotate four identical pairs of jaws 89 engaging with the part, each of these pairs being intended to receive a part of a feed chute 90 (fig. 1 and 7) located at station G1 (fig. .
2), then, after successive angular advance movements of 90 each, to bring the part to station G. ,, where said part is aligned with the work spindle, then to station G #, where it can be tested by a device not shown and, finally, at the station Gl, from where it is ejected and received by a discharge chute 91 (fig. 1). To allow such a rotation of the loader carrying parts in its various sets of jaws without causing a backward movement of the work head 18, the periphery of the disc 14 is recessed, as indicated at 80.
This recess; which can be considered as a receiving recess, is placed near the interval provided between the first and last cutting blades 15 'and 15 ". Considering that this recess constitutes an enlargement of the gap separating these blades, it is clear realizes that said interval thus plays the double role of allowing an indexing movement from one tooth to the next without stopping the rotation of the disc, and of allowing the rotation of the loader without having to remove the work head. the provision of this recess makes it possible to substantially reduce the time required for loading and unloading and thus to increase the productivity of the machine.
Each of the pairs of loader jaws 89 is attached to a shaft 92 which rotates in the frame 87 and to which is attached an arm 93. As shown in FIG. 2, the adjacent arms 93 of the pairs of adjacent jaws are biased away from each other by a spring 94 disposed between them, the various springs 94 thus combining to urge each set of jaws towards the position. opening. To close the jaws and keep them closed, a pusher 95 is provided for each set of jaws (fig. 2) which has surfaces inclined in opposite directions and which respectively come into contact with hardened steel buttons 96 carried by the two. arm 93.
Each of the pushers 95 is supported on a compression spring 97 which is sufficiently robust to close the jaws by over-increasing the force of the springs 94. To limit the movement of the push-buttons 95 inward, each of them carries to its own inner end a roller 98 which comes into contact with a control rod 99 of the jaws sliding in the tubular shaft 88. The rod 99 is intended to receive an axial movement but cannot rotate with respect to the work head 18.
When the position of this rod is such (as in FIG. 3) that its portion of small diameter 101 is located below the rollers 98, the springs 97 close the jaws; when the rod 99 is moved to force the rollers to mount on the conical surface 102 of this rod, the pushers 95 are moved radially outwards in the frame 87 in order to open the jaws;
and when the large diameter portion 103 of said rod arrives below the rollers, the jaws are kept open, except for the clearance of the jaws located at station Q. ,,. In fact, as shown in FIG. 2, the lower sides of the parts 102 and 103 of the rod 99 are cut so as to constitute a horizontal flat surface 104, so that the set of jaws which is at this station remains closed in all positions of the axial movement of the rod. rod 99.
Another exception is that a similar but smaller flat 104 'can be provided on a part of the rod 99 which is diametrically opposed to the flat 104, so that when the jaws are located at the G1 station, they do not open only just enough to receive a part, that is to say their opening degree is slightly less than that of the jaws located at stations Gz and G.4.
The loader is powered by a 105 motor (fig. 6 <B>) </B>, which, by means of a reduction gear composed of angle pinions 106, a worm 107 and a 'a tangent wheel 108, drives a shaft 109 which actuates the loader. To this shaft, which is rotatably supported by the work head 18, are attached a driven cam 110, a wheel 111 for actuating the Maltese cross mechanism, a rotary hydraulic distributor 112 and a cam 113 for actuating. a switch 114 mounted in the electric control circuits of the motors 28 and 105.
The cam 110 has a path 117 intended to receive a follower roller 118 carried by a fork 119 (FIG. 4) which pivots around an axis 121 of the work head 18. Each of the branches of the fork 119 supports pivotally a bearing block 122 which is engaged in an annular groove in the hub of a spur gear 123 attached to the tubular shaft 88.
The shape of the path 117 of the cam 110 is such that, during each rotation of said cam, the shaft 88 receives an axial advance movement, that is to say is moved downward (in fig. . 3) and advances to the left (in fig. 1 and 6) to bring the wheel to be cut to position G ', after which, following a period of rest, said shaft receives a return movement. .
When the wheel 123 is thus recalled, it meshes with a rack 124 fixed to the head 18 in order to prevent the rotation of the assembly 87, 88, but when said wheel advances, it disengages from the rack and engages with a <B> 125 </B> toothed wheel (fig. 6). During each of the rest periods of the assembly 87, 88 in its advanced position, the wheel 125 receives a rotational movement to rotate the loader 900.
To this end, the wheel 125 is rotatably mounted on a fixed shaft 126 and comprises a controlled element forming part of a Maltese cross mechanism having radial slots 127 in which a control pin is intended to periodically engage. 128 carried by the wheel 111.
The Maltese cross mechanism of the loader and the movement transmitted by the path 117 of the cam 110 are synchronized so that the indexing movement takes place just when the frame 87 reaches its limit position forwards and that, as soon as the indexing movement is completed, the path 117 forces the frame 87 to return to the rear.
To actuate the control rod 99, the cam <B> 110 </B> has a path 129 in which is engaged a follower roller 130 carried by a pivoting fork 131 (similar to the fork 119) in which blocks pivot bearing 132 (fig. 5). These blocks are engaged in rectilinear grooves 133 presented by a collar 134 fixed to the rod 99, so as to prevent the rotation of this rod.
The path 129 receives such a shape, and the movement which it transmits is synchronized in such a way with the movement transmitted by the path 117, that the rod 99 is advanced to open the jaws of the charger of the three stations G1, G2 and G4 immediately. that the frame 87 comes to occupy its rear limit position under the control of the path 117 and that the rod is retracted so as to close the jaws of the loader at these three positions, just when the frame 87 is about to perform its advance movement from said limit position.
The cam 113 is synchronized with the movements transmitted by the paths 117 and 129 in such a way that, as soon as the frame 87 has been returned to its rear limit position and the loader jaws are open, which signifies the completion of a charging cycle, the switch 114 is actuated by the cam 113 to stop the motor 105 and start the electric motor 28 actuating the blade disc.
The size of the wheel then continues until all teeth have been cut, after which the counter controlled by switch 85 and switch 86 acts to de-energize motor 28 and energize the brake. the clutch 37 to stop the disc 14 in the position, shown in FIGS. 1 and 6 and restart the engine 105 of the charger. A loading cycle thus automatically follows each pruning cycle, and vice versa.
The rotary distributor 112 is arranged so as to govern the operation of a hydraulic control member (not shown) which opens and closes the clamp carried by the shaft 16, so as to force this clamp to tighten or release the piece to be cut mounted on the shaft. The distributor is synchronized with the movement transmitted by the path <B> 129 </B> so that the clamp of the shaft 16 performs the clamping of a workpiece just as the loader jaws are on. the point of opening, prior to the tooth trimming operation, after which the cut piece is released, once the trimming operation is completed just after closing the jaws.
When it comes to cutting workpieces of abnormal length, such as sprockets with very long shanks, the recess 80 may not be large enough to allow the workpiece to receive sufficient axial feed to release. the shank of the mandrel carried by the work spindle. It is then necessary to remove the head 18 before loading begins.
For this purpose, the rotary hydraulic distributor 112 can be connected to the cylinder 26 in such a way that, as soon as the engine 105 is started after the completion of the gear cutting operation, hydraulic pressure is applied. to the piston 25 to force the latter to remove the sliding base 23 and that, as soon as the loading operation is completed, and before the switch 114 stops the engine 105, the hydraulic pressure is reversed so that the piston works to advance the sliding base 23 to bring the part carried by the spindle 17 to the pruning position.
The cam <B> 110 </B> has an additional path 135 serving to control the passage of pieces to be cut inside the chute 90, towards the station Gl. As shown in fig. 7 and 8, the lower end of the chute carries a housing 136 which is fixed to the work head 18 and is provided with bearings supporting upper 137 and lower 138 stop studs, so that these studs can perform a axial movement to stop respectively pieces to be cut passing inside the chute at positions designated by G ° and Gv, as well as a pair of fixed studs 139 intended to stop and center said,
parts at the Gl station. The path 135 of the cam 110 actuates the studs 137 and 138 via a linkage which comprises a lever 140 pivoting at 141 on the head 18 and carrying a follower roller 142 engaged in the path 135. A connecting rod 143 pivots at 144 on the lever 140 and at 145 on a two-arm lever 146, which itself pivots at 147 on the head 18 and is connected by a pin and slot assembly 148 to a rod 149 which slides axially in the head 18 .
A two-armed lever 150, mounted to pivot about an axis 151 on the housing 136, is connected by a stud and slot assembly 152 to the rod 149, and is also connected by similar assemblies 153 and 154 to the aforesaid studs stop 137 and 138. The arrangement is such that, during each of the rotations of the cam 110, the stud 137 receives a backward movement from the position shown in FIG. 7, and the stud 138 simultaneously receives a feed movement, thereby allowing a workpiece to fall from the station Ga to the station Gb, after which the stud 137 advances together with the stud 138 retreats.
The retraction of stud 138 allows the part which is at station Gb to advance to position G1 (that is to say to abut against stop studs 139), where this part is then received. by the jaws 89. In its advanced position, the pin 137 holds the next part at the station G. The movements transmitted by the two paths 135 and 117 are synchronized in such a way that a part falls from the station Gb to the station G1 immediately. that the jaws open, after the frame 87 has been brought to its rear limit position. Thus, once fallen, the part is held both by the jaws and by the stop pins 139.
To eject parts from the jaws inside the discharge chute 91, a lever 155 pivots on the head 18 at 156, and a spring 157 urges this lever in the sinistrorsum direction (fig. 1) around its head. pivot. When the frame 87 receives a backward movement, that is to say an upward and to the right movement in FIG. 1, the part located at station G4 acts like a cam on the lever to rotate it in the dextrorsum direction around its, pivot 156, thus compressing the spring 157.
After the subsequent opening of the jaws, the spring relaxes, thus causing the lever to move in the sinistrorsum direction, the cut piece then being ejected into the chute 91.