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 Dans les mouvements d'horlogerie, on rencontre certains engrenages d'angle, notamment entre le pi gnon coulant et le renvoi de minuterie et entre le pignon de remontoir et la roue de couronne. On utilise pour cela des mobiles dentés à denture nor male, à profil de cycloïde ou de développante de cer cle. Toutefois, cette disposition qui présente sur les engrenages à pignons coniques utilisés en mécanique les avantages d'une économie de place et d'une sim plification de la fabrication, ne permet pas de réaliser des engrenages corrects.
Il est difficile d'ajuster la profondeur d'engagement des dentures simultanément dans le sens horizontal et dans le sens vertical du fait des tolérances de fabrication qu'il faut accepter pour les éléments de l'engrenage. 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 den tures risquent de se bloquer ou de gripper.
Dans les mobiles usuels, les dents sont droites, c'est-à-dire que les flancs des dents sont des portions de surfaces cylindriques non circulaires, dont les génératrices sont parallèles à l'axe du mobile, dans le cas des mobiles à denture radiale, ou perpendicu laires à des plans passant par l'axe dans le cas des mobiles à denture axiale. Lorsqu'on utilise deux mo biles présentant de telles dentures dans un engrenage d'angle, les dents du mobile entraîneur ne viennent en contact avec le mobile entrainé que par une de leurs arêtes.
On utilise en général dans les engrenages d'angle des pignons et des couronnes dentées de forme coni que. Les dents peuvent être droites ou obliques. Dans le premier cas, leurs sommets s'étendent selon des lignes droites contenues dans une surface 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 éventuellement par rectifiage. Chaque dent présente deux surfaces 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 mo biles dentés coaxiaux sur l'axe intermédiaire.
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 denture 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 pla teau circulaire solidaire de l'un des mobiles, débor dant au-delà de sa denture et s'appuyant sur les ex trémités des dents de l'autre mobile. Pour diminuer le frottement de ce plateau, on chanfreine les extré mités 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 rejoi gnent selon une arête incurvée. Cette arête est légè rement gauche puisque les dents sont obliques.
L'uti lisation d'un mobile à la denture hélicoïdale chan- freinée 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 pour mouvement d'horlogerie et une machine pour la mise en ouvre du procédé qui permettent de réa liser des engrenages d'angle dont un des mobiles pré sente 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 premier mobile de l'engre nage d'angle un engrènement sans choc et sans à-coup.
L'invention a pour objet un procédé de fabrica tion d'un mobile denté pour engrenage d'angle dans un mouvement d'horlogerie, caractérisé en ce qu'on forme tout d'abord des dents droites présentant un profil en cycloïde ou en développante 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 faon à former dans chaque dent deux portions de surface actives convexes se rejoignant selon une arête curviligne située dans un plan contenant l'axe du mobile.
Elle a également pour objet le mobile denté fabri qué selon ce procédé, ainsi qu'une machine pour la mise en ouvre du procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend un porte-pièce et deux broches porte-outil destinées à recevoir chacune un outil rotatif et mon tées 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 nu 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 va riante 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 illustrant 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 fabrication 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 fi-' 8 une autre vue en plan de cette machine représentée dans une autre position de travail.
La fi-. 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 coulant d'un mouvement d'horlogerie usuel, présentant une denture axiale en prise avec un renvoi de minuterie 2 dont la denture a un profil usuel en cycloïde. Le pignon coulant 1 présente une denture breguet 3 usuelle et des dents axiales 4 dont les flancs sont partagés en deux por tions de surfaces. Pour usiner ces dents, on com mence par tailler dans une ébauche de forme cylin drique présentant un logement cylindrique dans l'une de ses faces extrêmes, des découpures 5 régulière ment réparties autour de l'axe de l'ébauche.
Cette opération est effectuée au moyen d'une fraise circu laire 6 ayant le profil 7 de la découpure à former (fig. 3) dont le diamètre est beaucoup 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 cen tre 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-con- cave 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 fi-. 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 attaque simultanément les flancs opposés de deux dents 4 voisines.
La fraise 8 taille dans les flancs opposés de deux dents voisines des portions de sur faces 9 qui, comme le diamètre de la fraise 8 est beaucoup plus grand que celui de l'ébauche 1, peu vent être décrites comme des portions de surfaces cylindriques non circulaires 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 portions de surfaces 9, qui se rejoi gnent au sommet de la dent selon une arête 10 qui est elle-même oblique.
Les portions de surfaces 9 sont convexes et leurs traces sur des plans perpen diculaires à l'axe de l'ébauche 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 exem ple que la face latérale de l'ébauche convergent dans une direction s'écartant du centre de l'ébauche 1.
Le renvoi de minuterie 2 est en prise avec le pignon coulant 1. Il présente, fig. 2, une denture radiale à cycloïde usuelle. Grâce à la forme particu- lière des dents 4 l'engagement radial et axial du ren voi 2 peut varier dans certaines limites sans risque de coincement ni de dégagement intempestif. Le pi gnon 1 étant le mobile entraîneur de l'engrenage dé crit, 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 correspondan tes du pignon 1 et du renvoi 2 sont en contact selon des portions de surfaces courbes.
Les fi-. 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 analogue aux portions de surface 9, qui se rejoignent selon les arêtes obliques 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 coulant 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 compren nent, comme on le voit à la fig. 7, un dispositif porte-pièces 17 qui forme une poupée d'axe hori zontal équipée d'un dispositif d'indexage. L'ébauche 1 est fixée dans la pince de la poupée 17. Devant cette poupée, est disposé un chariot 18 mobile laté ralement sur une glissière. Ce chariot porte deux coulisses 19 et 20 qui se déplacent perpendiculaire ment 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'entraîne en rotation. Les déplacements du porte-outil 23 sur la glissière 22 permettent d'adapter le diamètre de la fraise 6 à la denture désirée. La coulisse 19 et le chariot 18 amènent la fraise 6 en contact avec l'ébauche 1 dans la position représentée à la fig. 3.
La fraise 8 est portée par une broche 26 pour vue d'une poulie 27 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 à 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 lesquelles s'étend un arbre amovible 30, portant le pignon 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 les mobiles dentés usuels, l'usinage de mobiles de petites dimensions destinés à être incorporés à des engrenages d'angle.
Les dentures usinées de cette façon permettent de former des engrenages 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 d7engre- nages. 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.
L'assemblage de ces mobiles dans des engrena ges d'angle ne présente aucune difficulté car les tolé rances d'ajustage sont plus grandes et le risque de dégagement fortuit des dentures est complètement évité.