Procédé de fabrication d'un mobile denté pour engrenage d'angle, mobile denté fabriqué selon le procédé et machine pour la mise en aeuvre du procédé Pour réaliser des engrenages d'angle, on utilise généralement des pignons et des couronnes dentées de forme conique. Les dents peuvent être droites ou obliques. Dans le premier cas, leurs sommets s'éten dent selon -des lignes droites contenues dans une sur face conique alors que dans le second, les sommets des dents sont des. lignes gauches et les flancs des dents sont des surfaces gauches.
L'usinage des pignons et des couronnes coniques s'effectue généralement par fraisage et éventuelle ment par rectifiage. Chaque dent présente deux sur faces actives continues qui forment les flancs de la dent.
L'utilisation de tels engrenages d'angle en petite mécanique présente un inconvénient du fait de leur encombrement relativement grand. Dans un train comprenant, par exemple deux premiers axes per pendiculaires et un troisième axe parallèle à l'un des deux premiers, il est nécessaire de monter deux mobiles dentés coaxiaux sur l'axe intermédiaire.
Pour constituer les engrenages d'angle que l'on rencontre dans les mouvements d'horlogerie, on uti lise des mobiles dentés à denture normale ayant un profil en cycloïde ou en développante de cercle. Les dentures des deux mobiles en prise sont directement engagées l'une dans l'autre.
Du fait de leur forme, les dents ne sont en contact mutuel que le long d'une :de leurs arêtes de sorte que l'engrènement ne peut pas être correct. Il est difficile d'ajuster la profondeur d'engagement des dentures simultanément dans le sens horizontal -et dans le sens vertical. Il en résulte un fonctionnement accompagné de chocs et de frotte ments.
Si la profondeur d'engagement est trop faible, les dentures risquent de se dégager fortuitement l'une de l'autre alors que si la profondeur d'engagement est trop grande, les dentures risquent de se bloquer ou de gripper.
Des engrenages d'angle tels que ceux utilisés dans les mouvements d'horlogerie ne peuvent transmettre que des puissances très faibles.
Dans certains engrenages destinés à transmettre de grandes puissances, et .dont les mobiles sont à axes parallèles, on utilise des roues et des pignons à den ture oblique simple. On sait que dans ce cas, les mobiles sont soumis à des forces axiales qui tendent à les écarter l'un de l'autre. On dispose alors un plateau circulaire solidaire de l'un des mobiles, débordant au-delà de sa denture et s'appuyant sur les extrémités des dents de l'autre mobile. Pour diminuer le frotte ment de ce plateau, on chanfreine les extrémités des dents avec lesquelles il est en contact. Pour cela, on forme dans une des faces frontales et dans les flancs de chaque dent deux surfaces qui se rejoignent selon une arête incurvée.
Cette arête est légèrement gauche puisque les dents sont obliques. L'utilisation d'un mobile à la denture hélicoïdale changreinée dans un engrenage d'angle est naturellement impossible.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication, ainsi qu'un mobile denté et une machine pour la mise en oeuvre du procédé qui permettent de réaliser des engrenages d'angle dont un des mobiles présente une denture droite, normale, ayant un profil en cycloïde ou en développante de cercle, susceptible d'engrener avec un troisième mobile d'axe parallèle, tout en assurant avec le pre mier mobile de l'engrenage d'angle, un engrenement sans choc, sans à coup et sans frottement.
L'invention a pour objet un procédé de fabrica tion d'un mobile denté pour engrenage d'angle à l'ex clusion de tout mobile denté de pièces d'horlogerie, caractérisé en ce qu'on forme tout d'abord des dents droites présentant un profil en cycloïde ou en déve loppante de cercle, puis on taille les deux flancs et au moins une des faces frontales de chaque dent au moyen d'un outil rotatif de façon à former dans chaque dent deux portions de surface actives conve xes se rejoignant selon une arête curviligne située dans un plan contenant l'axe du mobile.
Elle a également pour objets le mobile denté fabriqué selon le procédé et une machine pour la mise en oeuvre du procédé. Celle-ci est caractérisée en ce qu'elle comprend un porte-pièce et deux bro ches porte-outil destinées. à recevoir chacune un outil rotatif et montées sur un support commun, et en ce que le porte-pièce et les broches sont mobiles l'un par rapport aux autres dans au moins deux directions de façon à permettre d'amener successivement chacun des outils portés par les broches au contact avec la pièce à usiner.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du mobile denté selon l'in vention ainsi qu'une forme d'exécution et une variante d'une machine permettant l'usinage de ce mobile.
La fig. 1 est une vue en élévation de la première forme d'exécution du mobile, la fig. 2 en est une vue en plan de dessus, la fig. 3 une vue partielle en plan de dessus illu strant une opération du procédé de fabrication du mobile de la fig. 2, la fig. 4 une vue analogue à celle de la fig. 3, mais illustrant une autre opération du procédé de fabrica tion de ce mobile, la fig. 5 une vue en élévation de la. seconde forme d'exécution, la fig. 6 une vue en plan de dessus de la seconde forme d'exécution, la fig. 7 une vue schématique et partielle en plan de dessus de la machine permettant l'usinage du mobile de la fig. 1, la fig.
& une autre vue en plan de cette machine représentée dans une autre position de travail, la fig. 9 une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la fig. 8, dans le sens des flèches a, la fig. 10 une vue en coupe selon la ligne 10-10 de la fig. 8, dans le sens des flèches b, la fig. 11 une vue en plan de dessus, également schématique et partielle, d'une variante de la machine de la fig. 7, et la fig. 12 une vue en élévation schématique et partielle de la machine de la fig. 11 montrant un outil en position de travail.
Le mobile pour engrenage d'angle 1 représenté à la fig. 1 est un pignon présentant une denture axiale en prise avec un renvoi 2 dont la denture a un profil usuel en cycloïde. Le pignon 1 présente une denture breguet 3 usuelle et des dents axiales 4 dont les flancs sont partagés en deux portions de surfaces.
Pour usi ner ces dents, on commence par tailler dans une ébauche de forme générale cylindrique présentant un logement cylindrique dans l'une de ses faces extrêmes, des découpures 5 régulièrement réparties autour de l'axe de l'ébauche. Cette opération est effectuée au moyen d'une fraise circulaire 6 ayant le profil 7 de la découpure à former (fig. 3) dont le diamètre est beau coup plus grand que celui de l'ébauche et dont l'axe est perpendiculaire à un plan passant par l'axe de l'ébauche et par le centre de la découpure.
Les dents 4 sont ensuite usinées à leur forme définitive au cours d'une seconde opération de frai sage au moyen d'une fraise circulaire arquée-concave 8 (fig. 4).
L'axe de la fraise 8 s'étend dans une direction parallèle à celle dans laquelle s'étend l'axe de la fraise 6 dans la fig. 3. Toutefois, il est plus éloigné de l'axe du mobile à usiner, de sorte que le bord de la fraise concave 8 décrit un cercle dont la tangente au point où les arêtes de coupe -de la fraise 8 attaquent les dents 4 de l'ébauche 1 forme avec l'axe de cette ébauche un angle a (fig. 4) voisin de 90 mais infé rieur à cette valeur.
Le profil des dents de la fraise 8 étant concave, on voit à la fig. 4 que cette fraise atta que simultanément les flancs opposés de deux dents 4 voisines. La fraise 8 taille dans les flancs opposés de deux dents voisines des portions de surfaces 9 qui, comme le diamètre de la fraise 8 est beaucoup plus grand que celui de l'ébauche 1 peuvent être décrites comme des portions de surfaces cylindriques non cir culaires dont les génératrices sont situées dans des plans parallèles aux faces de la fraise 8 et s'étendent obliquement en direction de l'axe de l'ébauche 1.
En taillant ainsi successivement toutes les dents 4, on forme dans les deux flancs de chaque dent des por tions de surfaces 9, qui se rejoignent au sommet de la dent selon une arête 10 qui est elle-même oblique. Les portions de surfaces 9 sont convexes et leurs tra ces sur des plans perpendiculaires à l'axe de l'ébau che 1 convergent dans une direction s'éloignant radialement de cet axe. D'autre part, comme on le voit aux fig. 2 et 4, les traces des portions de surface 9 sur des surfaces cylindriques circulaires coaxiales à l'ébauche 1, telles, par exemple que la face latérale de l'ébauche convergent dans une direction s'écartant du centre de l'ébauche 1.
Le renvoi 2 est en prise avec le pignon 1. Il pré sente, fig. 2, une denture radiale à cycloïde usuelle. Grâce à la forme particulière des dents 4 l'engage ment radial et axial du renvoi 2 peut varier dans cer taines limites sans risque de coincement ni de déga- gement intempestif. Le pignon 1 étant le mobile en- traîneur de l'engrenage décrit, chaque dent 4 vient en contact avec une dent du renvoi 2 au point 11.
La dent entraînée glisse ensuite sur le flanc convexe de la dent entraîneuse jusqu'à ce que cette dernière atteigne le point de dégagement 11a. Les frottements et les chocs sont réduits au minimum grâce au fait que les dents correspondantes du pignon 1 et du ren voi 2 sont en contact selon des portions de surfaces courbes.
Les fig. 5 et 6 représentent un pignon à denture radiale 12 présentant des dents 13 dont les flancs sont partagés en deux portions de surfaces, de la même façon que les dents 4. Les parties actives 13a des flancs sont des portions de surfaces arquées.
Les dents 13 du pignon 12 sont usinées en deux opérations au moyen des fraises 6 et 8. Au cours de la seconde opération, la fraise 8 taille dans les dents 13 des portions de surface 13a analogues aux portions de surface 9, qui se rejoignent selon les arêtes obli ques 14. Comme les pignons de remontoir usuels, utilisés dans les mouvements d'horlogerie, le pignon 12 pré sente une ouverture centrale circulaire 14 et une den ture breguet 15 destinée à engrener avec la denture breguet 3 du pignon 1.
Pour effectuer l'usinage des mobiles dentés repré sentés aux fig. 1 et 5, on peut utiliser les machines représentées aux fig. 7 à 12. Ces machines com prennent, comme on le voit à la fig. 7, un dispo sitif porte-pièces 17 qui forme une poupée d'axe horizontal équipée d'un dispositif d'indexage. L'ébau che 1 est fixée dans la pince de la poupée 17. Devant cette poupée, est disposé un chariot 18 mobile latéra lement sur une glissière. Ce chariot porte deux cou lisses 19 et 20 qui se déplacent perpendiculairement au chariot 18 et, par conséquent, dans le sens de l'axe de la poupée 17.
La coulisse 19 présente (fig. 10) un montant 21 pourvu d'une glissière 22 sur laquelle coulisse un porte-outil 23. Ce dernier est équipé d'une broche rotative 24 à une extrémité de laquelle est fixée la fraise 6. Une poulie 25 l'entraine en rota tion. Les déplacements du porte-outil 23 sur la glis sière 22 permettent d'adapter 1e diamètre de la fraise 6 à la denture désirée. La coulisse 19 et le chariot 18 amènent la fraise 6 en contact avec l'ébouche 1 dans la position représentée à la fig. 3.
La fraise 8 est portée par une broche 26 pourvue d'une poulie 27 et tournant dans un porte-outil 28. Ce dernier coulisse sur une glissière 29 qui est portée par un pivot horizontal (non représenté) solidaire de la coulisse 20 de façon à pouvoir être orientée par rapport à cette coulisse. Ce mouvement de pivote ment permet d'ajuster la position de la fraise 8 en hauteur. Les mouvements de travail de cette fraise sont obtenus simplement par déplacement de la cou lisse 20, de sorte que l'axe de la fraise 8 se déplace horizontalement.
La machine représentée à la fig. 11 comprend exactement les mêmes éléments que ceux qui ont été décrits ci-dessus 'a propos des fig. 7 et 10. La seule différence réside dans la construction de la poupée 17 qui est constituée de deux parties 17 et 17a entre les quelles s'étend un arbre amovible 30, portant le pig non 12. Cette variante permet donc l'usinage de mobiles à denture radiale, alors que la machine de la fig. 7 est destinée à l'usinage de mobiles à denture axiale.
Les machines décrites ci-dessus permettent de réaliser facilement, en deux opérations comme pour des mobiles dentés usuels, l'usinage de mobiles de petites dimensions destinées à être incorporés à des engrenages d'angle.
Les dentures usinées de cette façon permettent de former des engranges d'angle en associant deux mobiles dont l'un présente une denture usuelle et peut, par conséquent, se trouver simultanément en prise avec un troisième mobile dans un train d'engre nage. D'autre part, la forme des flancs des dents de ce mobile est telle que l'engrènement avec un mobile à denture usuelle d'axe perpendiculaire se fasse sans choc et sans frottement.
L'assemblage de ces mobiles dans les engrenages d'angle ne présente aucune difficulté car les toléran ces d'ajustage sont plus grandes et le risque de déga gement fortuit des dentures est complètement évité.
Les mobiles dentés décrits ci-dessus peuvent être utilisés d'une façon très générale en mécanique de précision, par exemple, dans la construction des compteurs, des appareils de réglage, des instruments de mesure, etc., partout où il est nécessaire de prévoir des engrenages d'angle. Ils évitent la nécéssité de monter plusieurs mobiles sur le même arbre dans des trains d'engrenages comprenant un engrenage d'angle et d'autres engrenages à arbres parallèles.