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rr Coussinet en acier en deux pièces pour paliers, et son pro- cédé de fabrication' ".
L'invention a trait à un coussinet en acier en deux pié- ces pour paliers et à son procédé de fabrication. Comparative- ment aux méthodes en usage jusqu'à présent, ce procédé', grâce à une façon d'opér,er complètement nouvelle et particulièrement économique, c'est-à-dire en réduisant à une proportion aussi minime que possible les déchets dé matériaux, permet de fabri- quer un coussinet en deux pièces d'une qualité supérieure.
D'après son idée fondamentale, le procédé, objet de l'in- vention, consiste à former les demi-coquilles .du coussinet en cintrant des flans appropriés découpés dans une pièce de profil spécial, laminée à chaud, dont le profil convient largement au coussinet et dont la mise aux dimensions n'exige que les apports les plus indispensables à l'ouvraison, ces flans cin- très étant ensuite soudés ensemble de manière à constituer un anneau circulaire, profilé, fermé.
Avec un choix approprié du diamètre et de la section transversale du profil qui lui convient, on peut aussi, dans l'esprit de l'invention,arrondir en un anneau d'un seul morceau la pièce à profil spécial @ xxx laminée è.t la souder à la. surface de séparation.,
Des coussinets de ce genre permettent aussi bien d'écono- miserde notables quantités de métaux composites que d'améliorer les qualités se prêtant au fonctionnement.. Ceci est d'une impor-
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tance spéciale lors de l'emploi de tels coussinets dans la construction de véhicules et de moteurs soumis à des efforts particulièrement élevés.
Dans des coussinets employés, dans des buts de ce genre, le matériau utilisé et la formation , du point de vue construction, du coussinet en acier comme élément porteur, jouent un rôle qui a une importance particulière.
Le coussinet fabriqué d'après l'invention se prête aux conditions de durée les plus sévères, parce que, en raison du caractère spécial de la fabrication de cet objet, le sens des fibres dans le matériau est perpendiculaire à l'axe dans la direction des forces agissant sur le coussinet. Jusqu'à présent, on n'a prêté aucune attention à la configuration de la texture lors de la fabrication de ces coussinets-sup- ports, c'est pourquoi dans les coussinets établis d'après les procédés usuels et connus, que ces coussinets aient été usi- nés au tour ou à la forge à partir de tubes du de barres ronaes, les fibres sont dirigées perpendiculairement a la sur- face de roulement, donc dans le sens de l'axe.
Dans la cons- truction de coussinets à billes, cette direction des fibres, désignée sous le noya de structure en rondins, est aussi consi- dérée comme étant la plus favorable, ce qui est également le cas avec les conditions spéciales inhérentes à la bague de roulement du coussinet à billes, mais qui est défavorable pour la construction de coussinets pour paliers.
Les propriétés physiques de cette nouvelle coquille ou coussinet pour paliers, et avant tout les valeurs se rappor- tant à la ténacité, à l'allongement, à la construction et à la résistance au cisaillement, se situent dans le sens de la lon- gueur de la fibre; quand on fait usage d'un profil spécial cintré, les valeurs , ainsi que oelà résulte d'essais appro- fondis, sont de 40 à 50% plus favorables que celles cerres- pondant au sens transversal à la pibro et qui sont inhérentes aux procédés de fabrication connus jusqu'à présent.
Riant don- né que, par suite des conditions auxquelles sont soumis les matériaux dont on fabrique les coussinets, la résistance à la flexion est d'une grande importance, cette résist nse sert de base pour établir l'effet admissible pour un matériau. Le résie- tance durable à la flexion, dans les coussinets fabriqués avec une matière disposée transversalement à la direction de la fi- bre, est également plus petite que dans une matière avec maté- riau dirigé dans le seis de la fibre, matériau uelqu'il est utilisé quand on emploie un profil spécial laminé à chaud conformément à l' invention.
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En outre, il a lieu de se rappeler que le processus de fabrication implique un chauffage des coussinet s à une haute température avec brusque refroidissement subséquent, ce qui crée la possibilité d'apparition de fines fissures ; d'où peut ré- sulter la rupture de la soudure, tant redoutée quand il s'agit de coussinets soumis à des efforts considérables. Cette possi- bilité est largement diminuée quand la direction des fibres se fait tangentiellement à l'arbre du palier.
Les propriétés physiques spéciales des coussinets per- mettent, comparativement aux coussinets connus ayant les mê- mes qualités de résistance, d'utiliser des épaisseurs de parois beaucoup plus faibles, et de réaliser ainsi également une éco- nomie de matériau.
Dans le cadre de l'invention rentre en outre une nouvelle forme d'exécution de la liaison en un corps annulaire fermé, des deux demi-coquilles fabriquées de la manière susimdiquée, forme d'exécution qui permet de les mettre sous cette forme en moule ou d'effectuer la coulée centrifuge avec le métal à coussinet s.
Jusqu'à présent, des coquilles en une pièce ou en deux pièces étaient, dans ce but, serrées ensemble suivant leurs surfaces de séparation amenées en contact antre elles, au moyen de mâchoires spéciales de serrage sans intervention de pression, puis le jointoiement se faisait à la. soudure par points à l'aide d'électrodes soudeuses spéciales. Après la coulée centrifuge de coussinets de ce genre et après l'usinage subséquent des faces intérieure et extérieure, le corps annu- laire est divisé en deux moitiés, par un trait de coupe sépara- teur donné aux points de soudure, puis il est soumis au finis- sage ultérieur.
Lors de la fabrication de coussinets de grande valeur, il est indispensable que les lignes de soudure opposées l'une à l'autre soient de nouveau découpées, ceci afin d'éviter une souillure éventuelle du matériau de garnissage par la couture soudante, chose souvent rendue difficile pour des rai- sons de travail de finissage.
Un autre inconvénient inhérent à ce procédé connu consiste en ce que, lors de la coulée centrifuge avec métal à coussinet liquide pour garnir les coquilles-supports soudées ensemble en anneau, on ne peut éviter que difficilement une traversée et un giclement du métal à travers les surfaces de séparation sou- dées par points, ce qui peut aboutir à de xxxx désagréables résultats dans le finissage et entraîner une augmentation des risques d'accident.
Conformément à l'invention, tous ces inconvénients sont évités par le fait que le soudage des moitiés en un corps annu- laire fermé s'effectue de manière qu'au joint de l'anneau ou des
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parties d'anneau on fixe par soudure une éclisse protectrice qui recouvre la ligne de soudure.
Cette éclisse maintient fermé le joint ainsi que le corps annulaire et, en recouvrant la fente de séparation, elle rend impossible un giclement du métal du coussinet lors de la coulée centrifuge. Après introduction du métal à coussinet, la coquil- le, ayant été poussée en avant par ratation, est généralement découpée en deux moitiés exactement égales, la coupure se fai- sant par la ligne de soudure. Les moitiés d'éclisse subsistant; après cette séparation sont détachées au tour et les coquilles sont parachevées par usinage de leurs faces intérieure et exté- rieure.
Afin de parer avec certitude au giclement du métal de garnissage, la coquille peut encore, en ses surfaces de sépara- tion, être pourvue de rainures dirigées obliquement ou paral- lèlement à l'axe du coussinet. Ces rainures sont pratiquées de manière à entrer en prise entre elles élastiquement et à la façon de rainure et languette, constituant ainsi un dispositif d'étanchéité genre labyrinthe. La subdivision par rainures se fait suivant l'épaisseur de paroi de la coquille et doit être choisie de façon qu'il y ait toujours plusieurs rainures enga- gées entre elles ; leurhauteur correspond à l'épaisseur de la coupe faiteà la scie.
Lors du cintrage final des coquilles,ces rainures entrent en prise entre elles comme des engrenages, et assurent ainsi une fermeture toujours certaine par rapport à l'extérieur. L'exécution, sous forme de rainures,des surfaces séparatrices, en combinaison avec l'éclisse recouvrant ces srfaces des deux côtés, a pour conséquence une interception absolument étanche de la coquille avec l'extérieur lors de la fusion ou de la coulée centrifuge du métal de coussinet,ce dernier ayant la tendance, lors des fortes vitesses de rota- tion, à suinter vers l'extérieur en traversant même les pores les plus fins de la ligne de soudure.
Cette exécution en forme de rainures des surfaces de séparation peut surtout trouver une application quand la co- quille de garnissage est faite en deux pièces.
Une déformation du corps annulaire par suite de l'échauf- fement et une infiltration éventuelle du métal de coussinet fondu, à travers des pores de la ligne de soudure, sont évités grâce au nouveau mode décrit de soudage. En plus d'une préci- sion plus grande dans la fabrication,il y a lieu de faire res- sortir avant tout la nature irréprochable du matériau consti- tuant les coquilles.
Une autre forme d'exécution de l'invention., servant au même but que la soudure et ci-dessus décrite, à l'aide d'une @
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éolisse couvrante, et qui consiste à empêcher en toutes cir- constances l'apparition de défectuosités matérielles quelcon- ques dues au soudage des moitiés de garnissage dans la région de la ligne de soudure, consiste en ce que les deux moitiés semi-circulaires des. coquilles comportent à leurs',extrémités des prolongements droits, grâce auxquels la coulée centrifuge est décomposée en deux demi-coquilles égales, dans lesquelles les lignes de soudure sont découpées à la longueur voulue.
Il existe un procédé d'après lequel une coquille cylin- drique qui doit comporter dans son.diamètre une portion addi- tionnelle appropriée, est emboutie à une forme un-peu ovale, et qui ensuite, par un trait de coupe donné dans les faces aplaties, est divisée en deux moitiés. Mais ce procédé présen- te un inconvénient qui consiste en ce que lors du coupage il se perd une certaine quantité de matériau sain, et que les deux moitiés de coquille ne concordent alors pas toujour,s exactement comme dimensions.
Un autre prooédé a pour objet d'éviter cet inconvénient par des ajoutes en acier trempé s'.adaptant avec précision au diamètre de la coquille de coussinet et s'élar- gissant par des pièces cunéiformes qu'on introduit dans la pièce; mais ce procédé ne permet pas d'arriver au degré dexac- titude requis.
Ces procédés sont donc, ainsi qu'on peut s'en rendre compte facilement, inférieurs techniquement et économiquement au mode opératoire ci-dessus décrit, conformément à' la présente invention, et qui répond dans,ses résultats, sous le rapport de la naturé du métal et de la précision, à toutes les condi- tions qu'on doit exiger de coquilles de coussinets soumis à des efforts considérables.
Les dessins annexés représentent en détail le coussinet établi d'après la présente invention, ainsi que son procédé de fabrication.
Les figures 1 et 2 montrent à titre d'exemple les pièces profilées spéciales, en forme d'U,convenant pour la fabrication de coquilles de coussinet de paliers. Avec la bande longitudi- nale 1 font corps les rebords emboutis 2. Dans le profil laminé représenté en figure 1, les rebords 2 comportent en outre.deux faces 3 dirigées chacune vers l'extérieur parallèlement à l'axe du coussinet.
Sur les figures S'et 4 on voit un corps annulaire arrondi ou cintré avec des pièces profilées réunies par la soudurè 4.
Le diamètre de ce corps annulaire est fonction de l'exécution du coussinet. La figure 3 représente une vue latérale et la figure 4.une vue en plan de cet anneau.
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Les figures 5 et 6 représentent les deux vues d'un coussi- net fini revêtu de métal pour coussinet. La coquille extérieure d'appui 5 est usinée aux dimensions de l'objet fini et sur sa face interne est appliqué le métal pour coussinet 6. La figure 6 montre la direction des fibres dans la nouvelle' coquille 31 avec la coupe transversale définitive 32 de la pièce à profil spécial 33. Le sens des fibres est désigné par la ligne 34 dans la direction de laquelle se situent les efforts mécaniques principaux indiqués par la flèche 35.
Les figures 7 à 10 montrent la jonction des moitiés de coquille de coussinet au moyen d'une éclisse couvrante, établie de la manière décrite plus haut, en prévision de la coulée centrifuge ou de l'application du métal de coussinet.
Sur la figure 7 on voit une élévation verticale d'une coquille circulaire 11 d'une seule pièce ne comportant qu'une surface de séparation 12. Cette surface séparatrice est recou- verte sur ces deux côtés par une éclisse en tôle 15 qui, sur le pourtour extérieur 14, est reliée à la coquille 11 par une soudure 15. La figure 8 montre cette coquille 11 en vue par au- dessus. La surface séparatrice 12 à recouvrir par l'éclisse 13 est soudée par les deux bords extérieurs 15 à la face externe 14 de la coquille 11. L'éclisse en tôle 13 a une forme telle, qu'elle recouvre la surface séparatrice 12 sur toute sa lon- gueur pour empêcher le métal de coussinet de gicler au dehors lors de 'la coulée centrifuge.
La figure 9 représente une coquille de coussinet 16 dbnt la surface séparatrice 17 est pourvue de gorges d'étanchéité 18 s'engageant élastiquement entre elles à la façon de rainure et languette. Ces gorges ou rainures d'étanchéité le sont en prise entre elles comme des engrenages et peuvent être établies obliquement ou parallèlement à l'axe du coussinet. Afin de maintenir les moitiés de coquille 16 assemblées sous forme de cors annulaire fermé, la surface séparatrice rainurée 18 est recouverte d'une éclisse en tôle 19 appliquée par soudure.
Sur la figure 10 cette coquille 16 avec les rainures d'étan- chéité 18 de la surface séparatrice 17 est représentée en plan.
Lorsque l'on serre l'une contre l'autre les deux demi-coquilles pour leur faire prendre la forme circulaire,les rainures d'étan- chéité 18 s'interpénétrent et empêchent ainsi un giclement du métal de coussinet et une compression de la coquille d.e coussi- net.
Enfin les figures 11 et 12 représentent le mode de soudage, décrit en dernier lieu, des moitiés de coquille comportant des extrémités prolongées en direction droite.
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La figure 11 montre les coquilles demi-circulaires préa- lablement formées avec des extrémités prolongées suivant une ligne droite.
La figure 12 représente les deux demi-coquilles soudées ensemble pour constituer un corps annulaire.
Sur la figure 11, les moitiés de coquilles 21, de forme - demi-circulaire, sont représentées avec des faces droites prolongées 22.
Sur la figure 12, on voit un corps annulaire 23 constitué par deux coquilles 21 assemblées par soudure. Pour la fabrica- tion de ce corps annulaire ovale 23, les'faces droites prolon- gées 22 sont réunies par soudure électrique . Ces 'faces droites 22, dans lesquelles est enrobée la ligne'de soudure 24, sont ultérieurement complètement coupées de manière à laisser subsis- ter les demi-coquilles circulaires 21 dont le diamètre corres- pond aux dimensions définitive des coquilles.
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rr Two-piece steel bush for bearings, and method of making thereof '".
The invention relates to a two-piece steel bush for bearings and a method of making the same. Compared to the methods in use hitherto, this process', thanks to a completely new and particularly economical way of operating, that is to say by reducing to as minimal a proportion as possible the waste of materials, allows the production of a two-piece bearing of superior quality.
According to its basic idea, the process, object of the invention, consists in forming the half-shells of the pad by bending suitable blanks cut from a piece of special profile, hot rolled, the profile of which is largely suitable. to the bearing and whose setting to dimensions requires only the most essential contributions to the opening, these cin- very blanks then being welded together so as to form a circular, profiled, closed ring.
With an appropriate choice of the diameter and the cross-section of the profile which suits it, it is also possible, in the spirit of the invention, to round the rolled part with special profile @ xxx into a ring in one piece è.t solder it to the. separation surface.,
Bushings of this kind make it possible both to save considerable quantities of composite metals and to improve the qualities suitable for operation. This is of great importance.
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special tance when using such bearings in the construction of vehicles and engines subjected to particularly high stresses.
In bearings employed for such purposes, the material used and the constructional formation of the steel bearing as a supporting element play a role of particular importance.
The pad manufactured according to the invention lends itself to the most severe conditions of duration, because, due to the special character of the manufacture of this object, the direction of the fibers in the material is perpendicular to the axis in the direction forces acting on the bearing. Until now, no attention has been paid to the texture configuration during the manufacture of these support pads, which is why in the pads produced according to the usual and known methods, these pads have been machined on a lathe or in a forge from tubes of round bars, the fibers are directed perpendicular to the bearing surface, therefore in the direction of the axis.
In the construction of ball bearings, this direction of the fibers, referred to as the log structure core, is also considered to be the most favorable, which is also the case with the special conditions inherent in the bushing. bearing of the ball bearing, but which is unfavorable for the construction of bearings for bearings.
The physical properties of this new shell or bearing shell, and above all the values relating to toughness, elongation, construction and shear strength, lie in the direction of the length. fiber; when a special curved profile is used, the values, as well as that resulting from in-depth tests, are 40 to 50% more favorable than those true in the transverse direction to the pibro and which are inherent in the processes of manufacturing known until now.
Since, owing to the conditions to which the materials from which the bearings are made, the flexural strength is of great importance is of great importance, this strength serves as the basis for establishing the allowable effect for a material. Durable flexural strength, in pads made from material disposed transversely to the direction of the fiber, is also less than in material with material directed into the fiber seis, such material as it is used when employing a special hot rolled profile in accordance with the invention.
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In addition, it should be remembered that the manufacturing process involves heating the bearings to a high temperature with subsequent sudden cooling, which creates the possibility of fine cracks appearing; this can result in the rupture of the weld, so dreaded when it comes to bearings subjected to considerable forces. This possibility is greatly reduced when the direction of the fibers is tangentially to the shaft of the bearing.
The special physical properties of the bearings make it possible, compared with known bearings with the same strength qualities, to use much smaller wall thicknesses, and thus also to achieve material savings.
Within the scope of the invention also comes a new embodiment of the connection in a closed annular body, of the two half-shells manufactured in the above-mentioned manner, an embodiment which makes it possible to put them in this form in a mold. or perform centrifugal casting with the bearing metal s.
Until now, shells in one piece or in two pieces were, for this purpose, clamped together according to their separation surfaces brought into contact with each other, by means of special clamping jaws without intervention of pressure, then the grouting was done. to the. spot welding using special welding electrodes. After the centrifugal casting of such bearings and after the subsequent machining of the inner and outer faces, the annular body is divided into two halves by a separating cut line given at the weld points, and then subjected to at subsequent finishing.
When manufacturing high-quality bearings, it is essential that the weld lines opposite to each other be cut again, in order to avoid possible soiling of the filling material by the welding seam, which is often the case. made difficult for finishing work reasons.
Another drawback inherent in this known process consists in that, during the centrifugal casting with liquid bearing metal to line the support shells welded together in a ring, it is only difficult to avoid crossing and squirting of the metal through the point-welded parting surfaces, which can lead to unpleasant results in the finish and increase the risk of accidents.
In accordance with the invention, all these drawbacks are avoided by the fact that the welding of the halves into a closed annular body is carried out so that at the joint of the ring or
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parts of the ring are fixed by welding a protective splice which covers the weld line.
This splint keeps the joint and the annular body closed and, by covering the separation slot, it makes it impossible for the metal to squirt from the bearing during centrifugal casting. After introduction of the bearing metal, the shell, having been pushed forward by scratching, is generally cut into two exactly equal halves, the cut being made by the weld line. The remaining rib halves; after this separation are detached on a lathe and the shells are finished by machining their inner and outer faces.
In order to avoid with certainty the squirting of the packing metal, the shell may also, at its separating surfaces, be provided with grooves directed obliquely or parallel to the axis of the bearing. These grooves are formed so as to engage with each other elastically and in the manner of tongue and groove, thus constituting a labyrinth-like sealing device. The subdivision by grooves is done according to the wall thickness of the shell and must be chosen so that there are always several grooves engaged between them; their height corresponds to the thickness of the cut made with the saw.
During the final bending of the shells, these grooves engage each other like gears, and thus always ensure a certain closure with respect to the outside. The execution, in the form of grooves, of the separating surfaces, in combination with the splice covering these srfaces on both sides, results in an absolutely tight interception of the shell with the outside during the melting or centrifugal casting of the shell. bearing metal, the latter having the tendency, at high rotational speeds, to ooze outward, passing through even the finest pores of the weld line.
This grooved design of the dividing surfaces can especially find application when the packing shell is made in two pieces.
Deformation of the annular body as a result of heating and possible infiltration of the molten bearing metal, through pores of the weld line, are avoided by the new described method of welding. In addition to greater precision in the manufacture, it is above all necessary to emphasize the irreproachable nature of the material constituting the shells.
Another embodiment of the invention., Serving the same purpose as welding and described above, using a @
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The covering windshield, and which consists in preventing in all circumstances the occurrence of any material defects due to the welding of the lining halves in the region of the weld line, consists in that the two semi-circular halves of. shells have at their 'ends straight extensions, thanks to which the centrifugal casting is broken down into two equal half-shells, in which the weld lines are cut to the desired length.
There is a process whereby a cylindrical shell which is to have a suitable additional portion in its diameter is stamped to a somewhat oval shape, and which then, by a cut line given in the faces flattened, is divided into two halves. However, this process has the disadvantage that during cutting a certain amount of sound material is lost, and the two shell halves do not always match up exactly in size.
Another prooédé aims to avoid this drawback by additions of hardened steel adapting precisely to the diameter of the bearing shell and widening by wedge-shaped pieces which are introduced into the part; but this process does not make it possible to achieve the required degree of accuracy.
These methods are therefore, as can easily be appreciated, technically and economically inferior to the procedure described above, in accordance with the present invention, and which corresponds in, its results, with regard to the nature. metal and precision, under all conditions that must be required of bearing shells subjected to considerable stress.
The accompanying drawings show in detail the pad made in accordance with the present invention, as well as its method of manufacture.
Figures 1 and 2 show, by way of example, special U-shaped profiled parts suitable for the manufacture of bearing shell shells. With the longitudinal strip 1, the stamped edges 2 form a body. In the laminated profile shown in FIG. 1, the edges 2 furthermore comprise two faces 3 each directed outwardly parallel to the axis of the pad.
In figures S'and 4 we see a rounded or curved annular body with profiled parts joined by weld 4.
The diameter of this annular body depends on the execution of the bearing. Figure 3 shows a side view and Figure 4 a plan view of this ring.
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Figures 5 and 6 show two views of a finished metal coated padding pad. The outer bearing shell 5 is machined to the dimensions of the finished article and on its inner face is applied the bearing metal 6. Figure 6 shows the direction of the fibers in the new shell 31 with the final cross section 32 of the part with special profile 33. The direction of the fibers is designated by line 34 in the direction of which the main mechanical forces are located, indicated by arrow 35.
Figures 7 to 10 show the joining of the bearing shell halves by means of a cover splice, established as described above, in anticipation of centrifugal casting or application of the bearing metal.
In FIG. 7 we see a vertical elevation of a circular shell 11 in one piece having only one separation surface 12. This separating surface is covered on these two sides by a sheet metal splint 15 which, on the outer periphery 14 is connected to the shell 11 by a weld 15. FIG. 8 shows this shell 11 in a view from above. The separating surface 12 to be covered by the splice 13 is welded by the two outer edges 15 to the external face 14 of the shell 11. The sheet metal splint 13 has a shape such that it covers the separating surface 12 over the entire length. its length to prevent the bearing metal from squirting out during centrifugal casting.
FIG. 9 shows a bush shell 16 in which the separating surface 17 is provided with sealing grooves 18 resiliently engaging with one another in the manner of a tongue and groove. These sealing grooves or grooves engage each other like gears and may be set obliquely or parallel to the axis of the bearing. In order to keep the shell halves 16 assembled in the form of closed annular horns, the grooved dividing surface 18 is covered with a sheet metal splint 19 applied by welding.
In FIG. 10 this shell 16 with the sealing grooves 18 of the dividing surface 17 is shown in plan.
When the two half-shells are pressed against each other to make them take the circular shape, the sealing grooves 18 interpenetrate and thus prevent squirting of the bearing metal and compression of the bearing. cushion shell.
Finally, FIGS. 11 and 12 represent the method of welding, described last, of the shell halves having ends extended in a straight direction.
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Figure 11 shows the semicircular shells previously formed with ends extended in a straight line.
FIG. 12 represents the two half-shells welded together to form an annular body.
In Figure 11, the shell halves 21, in shape - semicircular, are shown with extended straight faces 22.
In FIG. 12, an annular body 23 is seen formed by two shells 21 assembled by welding. For the manufacture of this oval annular body 23, the extended straight faces 22 are joined by electric welding. These straight faces 22, in which the weld line 24 is embedded, are subsequently completely cut so as to leave the circular half-shells 21, the diameter of which corresponds to the final dimensions of the shells.