Appareil pour vérifier Pentre-dent et Pexcentricité de pièces dentées
La présente invention a pour objet un appareil pour vérifier l'entre-dent et l'excentricité de pièces dentées.
Le but de l'invention est de réaliser un tel appareil qui fait avancer automatiquement la pièce de façon à en vérifier successivement les diverses dents, mais dont la précision ne dépend pas du mécanisme qui fait avancer le support de la pièce à vérifier.
L'appareil suivant l'invention comporte un bâti, un support de la pièce à vérifier monté rotativement sur le bâti, et est caractérisé en ce qu'un mécanisme d'avancement fait avancer le support périodiquement d'un certain angle afin de faire avancer la pièce à vérifier approximativement dent par dent, puis libère le support pour lui permettre de tourner librement et en ce qu'un dispositif accouplé au mécanisme d'avancement et fonctionnant en synchronisme avec lui fait venir un doigt de position en contact avec un côté d'un entre-dent, de manière que ce doigt complète le mouvement d'avancement par ce contact à la fin du mouvement d'avancement approximatif.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin ci-joint, auquel:
La fig. 1 est une vue en coupe verticale de l'appareil passant par l'axe du support de la pièce.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les lignes respectives 4-4 et 5-5 de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en coupe verticale du support du bloc palpeur.
La fig. 8 est une vue en élévation perpendiculaire à la fig. 7 avec coupe partielle suivant la ligne 8-8 de cette figure.
La fig. 9 est une vue en coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 7.
La fig. 10 est une vue en perspective indiquant les positions relatives du doigt de position et des sondes par rapport à la pièce à essayer.
La fig. 1 1 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.
La fig. 12 est une vue en-coupe semblable dans laquelle les éléments sont dans une position différente.
La fig. 13 est une vue en coupe verticale du bloc palpeur suivant la ligne 13-13 de la fig. 15, représentant le dispositif de calibrage supporté par le bloc.
Les fig. 14, 15, 16 et 17 sont des vues en coupe suivant les lignes respectives 14-14, 15-15, 16-16 et 17-17 de la fig. 13.
La fig. 18 est une vue en coupe parallèle à la fig. 13 suivant la ligne 18-18 de la fig. 15.
La fig. 19 représente schématiquement la forme de la came d'avancement ainsi qu'un cycle de fonctionnement de l'appareil et
la fig. 20 est un diagramme établi par un enregistreur combiné avec l'appareil.
Aux fig. 1 à 6 l'appareil représenté comporte un bâti 21 dans lequel un support 22 de la pièce à vérifier, dans le cas présent une roue hélicoidale G, est monté rotativement autour d'un axe vertical dans des roulements à billes 23. Le support porte un collet fendu 24 qui vient s'engager dans l'alésage de la roue dentée et l'applique contre un siège annulaire 25, lorsqu'un élément d'écartement 26 du collet descend à l'encontre de la résistance d'un ressort 27 sous l'action d'un excentrique 28. Celui-ci oscille sur un axe 29 porté par une tige 31 fixée au support et est actionné par une poignée 32. L'élément d'écartement coulisse dans le support au moyen d'un manchon à billes 33.
Le support est accouplé par un embrayage 34 à commande électro-magnétique avec un arbre 35 monté dans des roulements à billes 36 dans le prolongement de l'axe du support. L'arbre 35 porte un bras 37 auquel est articulée par un axe 38 une bielle 39, articulée sur un maneton 41 d'une manivelle à course réglable 42. La manivelle 42 est portée par un arbre 43, sur l'extrémité inférieure duquel est fixée une roue dentée conique 44 qui le fait tourner d'un mouvement continu lorsque l'appareil fonctionne, par l'intermédiaire d'une commande qui comporte un moteur 45, un réducteur 46, un embrayage 47, un arbre 48, des roues coniques 49, un arbre 51 et une roue conique 52 qui engrène avec la roue 44.
La commande est agencée de façon que pendant chaque tour de la manivelle 42, l'arbre 35 effectue une oscillation et que pendant le mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre de cette oscillation (fig. 4), le courant passe dans l'embrayage 34, l'arbre 35 étant ainsi accouplé avec le support, tandis que pendant le mouvement de retour de l'oscillation le courant cesse de passer dans l'embrayage en libérant le support de l'arbre 35. Chaque tour de manivelle a donc pour effet de faire tourner le support d'un angle dont la valeur dépend du rayon de la manivelle. Celui-ci peut être réglé de façon à faire correspondre cet angle aussi approximativement que possible au pas angulaire de la pièce à essayer. C'est pendant que l'arbre 35 est immobile que l'embrayage est embrayé et débrayé.
Afin de permettre le réglage du rayon de la manivelle, le maneton 41, qui est tubulaire, peut coulisser entre les bords d'une rainure de section en
T 56 d'un flasque 53, solidaire de l'arbre 43, de la manivelle 42 et portant un disque de réglage 54, ces pièces étant assemblées par un boulon 55 en forme de T dont la tête est engagée dans la rainure 56.
Le disque 54 peut tourner sur une portée 57 du flasque et comporte une rainure de came 58 de forme semi-circulaire, disposée excentriquement, traversée par le maneton 41. Après avoir desserré l'écrou du boulon en T, on peut faire tourner le disque 54 et amener ainsi le maneton 41 et le boulon en T à la distance radiale qu'on désire de l'axe 50 de l'arbre 43. Une échelle 59 du disque est graduée en nombre de dents, de sorte qu'il est facile de régler le rayon de la manivelle pour adapter la machine à une pièce d'essai d'un nombre de dents quelconque entre ses limites de fonctionnement.
Chaque fois que la manivelle 42 et l'embrayage 34 ont fait avancer la pièce à vérifier approximativement d'une dent, le mouvement d'avancement est complété par un doigt de mise en position 61 qui vient se placer dans un entre-dent de la pièce. Le doigt est porté par un bloc palpeur 62 monté de façon réglable sur une tige 63 guidée par des manchons à billes 64 et effectuant un mouvement vertical dans le bâti. Un galet 65 monté sur l'extrémité inférieure de la tige roule sur une came 66 clavetée sur l'arbre 48.
La came qui tourne à raison d'un tour par tour de manivelle 42, fait monter la tige en faisant ainsi monter le doigt 61 hors de l'entre-dent de la pièce à vérifier juste un instant avant que commence le mouvement d'avancement angulaire du support sous l'action de la manivelle 42 et permet à la tige de descendre par son propre poids et de faire passer le doigt dans l'entre-dent suivant, à la fin de ce mouvement d'avancement. Lorsque la tige 63 est dans sa portion la plus basse, un collet 70 de cette tige (fig. 1) repose sur un épaulement fixe 80 du bâti et le galet 65 n'est pas en contact avec la came 66.
Un bras 67 qui porte des galets 68 et 69, roulant sur des chemins de roulement verticaux respectifs 71 et 72, empêche le mouvement angulaire de la tige dans les portées 64. Le chemin de roulement 71 est solidaire du bâti 21, tandis que le chemin de roulement 72 est mobile dans une rainure du bâti et est poussé contre le galet 69 par un ressort 73 (fig. 2).
Le galet 68 est ainsi appliqué constamment, contre le chemin de roulement fixe 71 par le galet 69.
Le dispositif des fig. 7 et 8 permet de régler dans n'importe quelle position le bloc palpeur 62 sur la tige 63 pour l'adapter à des pièces à vérifier de formes différentes. Le dispositif représenté permet aussi de faire osciller le bloc en l'éloignant de sa position de fonctionnement au-dessus de l'arbre pour obtenir l'espace nécessaire au montage ou au démontage d'une pièce à vérifier sans déranger le réglage. Une tige de support 74, solidaire du bloc, peut coulisser et tourner dans un élément de montage oscillant 75 qui, lui-même, peut tourner sur un tourillon 76 porté par un manchon 77, qui peut tourner sur l'extrémité supérieure de la tige 63.
La tige 74 est perpendiculaire au tourillon 76 qui, lui-même, est perpendiculaire à la tige 63, en permettant ainsi de régler ce bloc dans n'importe quelle position angulaire par rapport à la tige 63, tandis qu'en faisant coulisser la tige 74 dans le sens longitudinal dans l'élément de montage 75 et en réglant la position verticale du manchon 77, on peut régler la position du bloc à des distances variables dans le sens latéral et vertical par rapport à la tige 63. Après avoir réglé la tige 74, on la fixe sur l'élément de montage 75 en serrant une vis 79 qui rapproche des mâchoires de serrage 81 qui peuvent coulisser dans l'élément de montage et venir en contact avec la tige. Une vis semblable 82 et des mâchoires de serrage 83 servent à fixer l'élément de montage 75 sur le tourillon 76.
On supporte élastiquement l'élément de montage oscillant et on l'empêche de tourner sur le bout d'arbre pendant que les mâchoires de serrage 83 sont ouvertes pour permettre de régler le bloc 62 au moyen d'une rondelle à ressort 84, disposée entre un épaulement du dispositif de montage et un élément de retenue 85 fixé sur le bout d'arbre.
Le manchon 77 est serré sur la tige 63 par une vis 86 et des mâchoires de serrage 87, en principe semblables aux éléments 79, 81, sauf qu'un levier de commande 88 est fixé sur la vis 86. Une saillie 89 du levier vient en contact avec une butée 91 du manchon 77 dans la position du levier dans laquelle les mâchoires de serrage 87 sont ouvertes. Dans cette position, le levier est sensiblement horizontal et peut ainsi servir facilement à faire osciller le bloc 62 autour de la tige verticale 63 en une une position de fonctionnement au-dessus du support 22 et une position neutre assez éloignée d'un côté du support pour permettre de monter ou de démonter une pièce à vérifier. Dans la position du levier de la fig. 8, les mâchoires de serrage sont fermées.
La position angulaire du manchon 77 peut être réglée dans une bague 92 qui est serrée sur elle par une vis 93 et des mâchoires de serrage 94 semblables aux éléments 79, 81 décrits ci-dessus. La bague comporte un goujon 95 qui pénètre dans une rainure en arc de cercle 96 d'une rondelle 97 qu'une clavette 98, pénétrant dans une rainure de clavette de la portion supérieure de la tige 63, empêche de tourner.
La rondelle repose sur un écrou moleté 99 qui se visse sur la tige 63 et constitue ainsi un support de l'ensemble d'éléments 77, 74, 62, lorsque le dispositif de serrage 88, 86, 87 est desserré. En desserrant d'abord ce dispositif de serrage, puis en faisant tourner l'écrou, on peut faire monter ou descendre l'ensemble de ces éléments. Le goujon 95 et la rainure 96 limitent à 900 le mouvement d'oscillation du bloc 62 le rapprochant et l'éloignant de sa position de fonctionnement.
Si on considère les fig. 10 à 18, on voit que le bloc palpeur 62 porte, outre le doigt de mise en place 61, un élément de contact 101 supporté élastiquement, qui vient s'appliquer contre le côté d'un entredent de la pièce à vérifier opposé à celui avec lequel le doigt est en contact. Le bloc porte aussi un indicateur à cadran 102 des erreurs des écartements des dents, une sonde 103 actionnant l'indicateur, un indicateur à cadran 104 de l'excentricité et une sonde 105 actionnant ce dernier indicateur. Le doigt 61 comporte une pointe hémisphérique venant en contact avec le flanc d'une dent et une tige cylindrique qui peut tourner dans un trou du bloc 62. On peut donc le faire tourner de façon à le faire venir en contact avec le côté gauche d'une dent (fig. 10 et 11) ou avec le côté droit (fig. 12).
Après l'avoir ainsi réglé, on le serre au moyen d'une vis 106 et de mâchoires de serrage 107 (fig. 13 et 15) semblables aux éléments 79, 81. L'élément de contact 101 est réuni par une lame de ressort au doigt 61 et par suite dans l'une ou l'autre position de réglage, il s'applique contre le côté d'un entre-dent opposé à celui avec lequel le doigt est en contact. I1 sert ainsi à maintenir le doigt fortement en contact avec le côté a de la dent (fig. 11) ou avec le côté b de la dent (fig. 12).
La sonde 103 est fixée rigidement sur un coulisseau 108 dont la position peut être réglée dans une glissière 109 en forme de T d'un bloc 111 au moyen d'une vis de réglage 112. Ce dispositif de réglage fait venir la sonde en contact non avec le côté d'une dent qui correspond à celui avec lequel le doigt 61 est en contact, mais avec la dent adjacente suivante, c'est-à-dire que la sonde vient en contact avec la surface de dent a' de la fig. 1 1 ou avec la surface de dent b' de la fig. 12. Une fois ce réglage effectué, on serre le coulisseau 108 sur le bloc 111 en serrant un écrou 113, vissé sur un boulon 114 en forme de
T, fixé dans la glissière et traversant le coulisseau.
Un collier 115, fixé sur le boulon en T, empêche le coulisseau de basculer pendant qu'on le règle et pendant que l'écrou 113 est desserré. L'écrou, une fois serré, exerce une pression de serrage sur le coulisseau par l'intermédiaire d'un manchon 116 et d'un élément d'écartement 117 en forme de cuvette qui entoure le collier mais n'est pas en contact avec lui. Le bloc 111 est supporté par des lames de ressort 118 qui s'attachent sur un élément 119 solidaire du bloc palpeur 62. Une vis 121 portée par le bloc 111 vient en contact avec un levier coudé 122 oscillant sur l'élément 119 au moyen d'une lame de ressort 123, tandis que l'autre bras du levier coudé s'applique contre la tige de contact 124 de l'indicateur 102.
Les divers éléments sont réglés de façon que lorsque la tige 63 et le bloc 62 descendent pour faire pénétrer le doigt 61 et le contact 101 dans un entredent, la sonde 103 vient en contact avec le côté a' ou b'. En conséquence, le levier coudé 122 oscille autour de son axe et provoque un mouvement vertical de la tige de contact 124 de l'indicateur. On peut alors déterminer sur l'indicateur la valeur de n'importe quelle erreur de d'écartement des dents entre les flancs a et a' ou entre les flancs b et b' des dents.
La sonde 105 comporte une tête sphérique qui vient simultanément en contact avec les deux côtés de l'entre-dent occupé par le doigt 61 sous la poussée d'un léger ressort à boudin 125 qui entoure la tige cylindrique de la sonde et s'applique contre un élément de retenue 127 fixé sur le bloc 62 et dans lequel la sonde est montée avec un léger jeu latéral.
Un collier 126 de la tige peut venir en contact avec l'élément de retenue de façon à empêcher la sonde de tomber lorsque le bloc palpeur monte. Des brides parallèles 128, en saillie vers le bas sur l'élément de retenue, empêchant le mouvement de la tête sphérique de la sonde dans le sens longitudinal de la dent en question de la pièce à vérifier, c'est-à-dire dans une direction la rapprochant ou l'éloignant du doigt 61 (fig. 10), mais permettent ce mouvement dans une direction perpendiculaire, c'est-à-dire dans le sens transversal de la dent en question. Les brides permettent aussi le mouvement angulaire de la sonde autour du centre de sa tête sphérique et aussi évidemment dans le sens vertical dans lequel la tige de contact 129 de l'indicateur 104 est mobile.
On empêche le mouvement de la sonde qui résulte du mouvement de sa tête sphérique dans le sens transversal de l'intervalle des dents d'exercer une influence sur l'indication donnée par l'indicateur 104 en donnant à la surface 131 de l'extrémité de la sonde une forme sphérique concentrique à sa tête sphérique comme l'indique l'arc 132, tandis que la face inférieure de la tige de contact avec l'indicateur est une surface plane perpendiculaire à la direction de son mouvement.
Les éléments sont disposés de façon à faire apparaître sur l'indicateur les différences d'excentricité composée se composant de l'excentricité radiale et de l'excentricité axiale de la pièce à vérifier quelle que soit l'erreur d'écartement des dents.
L'enregistrement des indications données par les indicateurs 102 et 104 s'effectue en disposant sur ces indicateurs des têtes d'enregistrement électriques respectives 133 et 134, qui sont reliées à un instrument enregistreur et actionnant son style. Les connexions électriques des deux têtes de l'enregistreur sont établies en parallèle et chacune d'elles est établie et coupée par un interrupteur actionné par une came, de façon à obtenir un enregistrement tel que celui de la fig. 20 tracé par le style sur une bande de papier 135 que le moteur de l'enregistreur fait avancer au-dessous du style. Quatre cames 136, 137, 138 et 139 (fig. 1 et 3) actionnant des interrupteurs sont calées sur l'arbre 48 et par suite font un tour pour chaque cycle comportant une opération de vérification et une opération d'avancement.
Des galets 141 en contact avec les cames sont montés sur des bras de commande des interrupteurs respectifs 142, 143, 144 et 145. L'interrupteur 142 commande l'embrayage électro-magnétique 34, les interrupteurs 143 et 144 commandent respectivement les connexions électriques des têtes 134 et 133 (fig. 13) avec l'enregistreur, et l'interrupteur 145, lorsqu'il est fermé, fait passer le courant dans un compteur qui arrête automatiquement le moteur 45 lorsque la dernière dent de la pièce a été vérifiée. Le compteur, non représenté, se remet à zéro automatiquement après avoir fonctionné un nombre de fois déterminé et provoque simultanément l'arrêt du moteur. Il peut être réglé de façon à revenir à zéro après avoir fonctionné un nombre de fois choisi quelconque et pendant qu'on règle la machine on le règle conformément au nombre de dents de la pièce à vérifier.
Les dimensions relatives des cames 136 à 139 entre elles et par rapport à la came 66 sont choisies de façon que les opérations suivantes se succèdent lorsque l'appareil décrit fonctionne: à chaque tour de la came 66 en sens inverse des aiguilles d'une montre (fig. 19) lorsque le point 146 se trouve sur l'axe 147, le galet 65 et le bloc 62 sont en position partiellement levée et le doigt 61 n'est pas en contact avec la pièce à essayer. A ce moment la came 136 ferme l'interrupteur 142 en provoquant l'enclenchement de l'embrayage 34 et la manivelle d'avancement 42 est au point mort, prête à commencer son demitour, pendant lequel elle fait avancer le support 22.
Au point 148, c'est-à-dire au moment où ce point de la came arrive sur l'axe 147, le bloc palpeur cesse de monter et le mouvement d'avancement est en cours. Au point 149 la came 139 ferme temporairement l'interrupteur 145 du compteur. Au point 151 le bloc palpeur commence à descendre et au point 152 lorsqu'il est partiellement descendu, le demi-tour d'avancement de la manivelle 42 est terminé et la came 136 permet à l'interrupteur 142 de s'ouvrir en débrayant l'embrayage 34. Au point 153, le bloc palpeur est complètement descendu et par suite le doigt 61, le contact élastique 101 et les sondes 103 et 105 sont en contact avec la pièce à vérifier et une période de contrôle commence.
Au point 154 la came 138 ferme l'interrupteur 144 en reliant la tête d'enregistrement de l'écartement des dents 133 avec l'enregistreur. I1 en résulte que le moteur de l'enregistreur démarre et que le style de l'enregistreur trace une marque 157 sur la bande de papier 135. La position de cette marque dans le sens vertical de la fig. 20 indique la distance relative de la sonde 103 au doigt 61. Au point 156, la came 138 permet à l'interrupteur 144 de s'ouvrir en déconnectant la tête 133, et la came 137 ferme l'interrupteur 143 qui accouple la tête d'enregistrement 134 de l'excentricité avec l'enregistreur.
En conséquence, le moteur de la bande de papier continue à tourner, mais le style enregistreur qui fonctionne sous l'action de la tête 134 trace sur la bande de papier une marque 155, dont la position indique la position verticale de la sonde 105 par rapport au bloc 62. Au point 158, la came 137 permet à l'interrupteur 143 de s'ouvrir en déconnectant ainsi la tête 134 de l'enregistreur et interrompant le mouvement de la bande de papier.
Puis le cycle de fonctionnement qui commence avec le mouvement de montée du bloc palpeur recommence.
Au bout d'un nombre de ces cycles d'avancement et d'enregistrement correspondant à celui des dents de la pièce à vérifier, le compteur provoque l'arrêt du moteur 45, le point 149 de la came 66 étant venu dans l'axe 147 de sorte que lorsque l'appareil décrit fonctionne de nouveau il repart de cette position.
La bande de papier est graduée à une échelle appropriée, par exemple sur la fig. 20, chaque division verticale correspond à 0,0025 mm. Suivant l'exemple choisi, l'erreur maximum d'une dent à l'autre indiquée par les points 157a et 157b est de 0,0088 mm et l'erreur totale accumulée représentée par la distance verticale entre les points 157b et 1 57c est de 0,0127 mm. L'excentricité de la pièce à vérifier représentée par la distance entre les points
155a et 155b est de 0,043 mm. Pour rendre la bande de papier plus facile à lire ou pour déterminer des tolérances acceptables, on peut tracer sur la bande des traits gras tels que le trait 159 avant ou après l'opération d'enregistrement. On peut déconnecter ou supprimer l'enregistreur, si on le désire, et relever les intervalles des dents et les excentricités directement sur les cadrans des indicateurs 102, 104.