<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour réaliser une couche superficielle douée, souple eh flexible sur des corps en matière dure non flexible.
L'invention concerne un procédé pour le traitement de la surface de corps en matière dure et non flexible, par exemple métaux non ferreux ou aciers, en vue de produire une couche superficielle douce, flexible et souple. L'inven- tion concerne en outre des corps à couche superficielle douce et flexible, constitués en matière dure susceptible de façonnage avec enlèvement de copeaux, notamment en métaux non-ferreux ou en acier, avec une résistance à la rupture jusque 80-100 kg mm2
<Desc/Clms Page number 2>
Dans la technique, on se trouve souvent devant la né- cessité d'adoucir et d'assouplir la surface d'un corps dur par lui-même, par exemple métallique.
Il peuts'agir, par exemple, de résoudre les problèmes suivants:
Eviter un usinage précis des surfaces de deux objets devant être réunis intimement l'un à l'autre afin de réaliser une adaptation parfaite d'un corps en matière dure à une sur- face rugueuse ou présentant un profil quelconque;
Assurer une assise ferme de certains organes sur ou dans d'autres organes sans le secours de clavettes, goupilles ou autres éléments de sécurité;
Réaliser un joint étanche souple grâce à une surface douce;
Permettre un jeu relatif de deux ou plusieurs cornes grâce à une couche superficielle flexible, jeu impossible à réa- liser sans un tel traitement de la surface.
Déterminer un guidage sûr suivant certaines directions ou empêcher un tel guidage suivant d'autres directions.
Rendre possible un changement de position qui ne pour- rait pas se produire autrement sans une destruction superfi- cielle ou totale.
Dans les cas précités, il était nécessaire à ce jour d'appliquer sur les corps dus des matières présentant les propriétés voulues, par exemple, du plomb, du caoutchouc, etc..
Cet emploi de matières étrangères, fastidieux par lui-même, présentait en outre des désavantages considérables déterminés par les caractéristiques insuffisantes en ce qui concerne l'ad- hérence, ainsi que la résistance à la rupture, à l'usure età la corrosion, et n'était donc pas satisfaisant.
Selon l'invention, la surface de la pièce en matière dure est munie par mécanisage d'un nombre convenable de chambres d'air fermées vers l'extérieur et séparées les unes des autres
<Desc/Clms Page number 3>
par des cloisons minces.!
Conformément à l'invention, les corps en matière dure et à couche superficielle adoucie sont formés de telle manière que la couche superficielle du corps est constituée par une série de chambres d'air juxtaposées de profil transversal quel- conque, l'épaisseur des cloisons dans leur partie la plus min- ce étant approximativement égale à la moitié jusqu'au quart de la largeur des chambres, tandis que la profondeur de la couche superficielle en question correspond à l'épaisseur voulue de la couche à adoucir.
Quelques exemples de réalisation du procédé selon l'in- vention sont représentés schématiquement dans les dessins an- nexés, dans lesquels:
La figure 1 montre un rouleau feuilleté, partiellement en coupe longitudinale.
La figure 2 - un rouleau cannelé, également partie en coupe longitudinale.
La figure 3 - une installation à trois rouleaux cannelés, en plan.
La figure 4 - une installation avec un rouleau feuilleté etun rouleau d'appui.
La figure 5 - une installation avec un seul rouleau feuilleté, la pièce à travailler étant fixée à rotation.
La figure 6 représente schématiquement le processus de matage ou de refoulement par un rouleau égalisateur.
Le rouleau feuilleté selon la figure 1 est constitué par des plaques 1 en acier à ressorts et des plaques auxiliaires intermédiaires 2 de moindre diamètre, toutes les plaques étant serrées et fixees à l'arbre 4 au moyen d'écrous 3. Le rouleau cannelé selon la figure 2 est venu d'une pièce et son pourtour présente un profil approprié 5. Lorsque la première opération
<Desc/Clms Page number 4>
est effectuée à l'aide de l'installation à trois rouleaux cen- nelés (figure 3), la pièce 4 travailler 6 est entourée de trois rouleaux cannelés 7,8,9, qui attaquent la surface de cette piè- ce de préférence en trois points uniformément répartis sur le pourtour de celle-ci et tournent dans un sens opposé à celui de la pièce.
Dans l'installation selon la figure 4, on prévoit un rouleau feuilleté unique 10 qui attaque la partie à adoucir 11 de la sueface du corps 6 à travailler. Les parties proémi- nentes 13, 14 du rouleau d'appui 12 portent sur la partie non travaillée du corps 6. Dans la méthode selon la figure 5, on prévoit également un rouleau feuilleté unique 10 qui attaque, la pièce 6. Cette dernière est montée à rotation à l'aide d'un mandrin 15 etd'une pointe 16. La figure 6, montre' schémati- quement le processus du matage sur une partie du corps 6, à une échelle fortement agrandie.
Sur le cote gauche de la pièce, on peutvoir les nervures ou ailettes 17 et les rainures 18, ob- tenues à la suite de l'attaque par le rouleau à profiler (pre- mière opération), tandis que le côté droit de la figure permet de constater l'effet du rouleau à égaliser 19: ici, les nervu- res 17 sont écrasées jusqu'à se toucher, pour former une sur- face continue et lisse 20, tandis que les cannelures 18 se re- ferment dans leur partie supérieure et se transforment en cham- bres d'air fermées 21.
La présente invention permet donc de traiter la surface d'une pièce ou ébauche en matière dure de telle faon que cette surface s'adoucisse, s'assouplisse ou devienne flexible sans le secours d'autres corps doux et jointifs ou flexibles.A cette fin, la partie à adoucir de la surface du corps dur estsoumise à un traitement mécanique ;un façonnage sans formation de co- peaux par exemple, dans le but de munir la surface d'un nombre convenable de chambres d'air fermées vers l'extérieur et sapa- rées par des cloisons minces.
<Desc/Clms Page number 5>
Le procédé est exécuté en deux opérations consécutives. la première consiste à travailler la surface, au moins dé- gressle, à l'aide d'un outil à rotation rapide, par exemple, un rouleau à profiler. On forme ainsi sur la surface de la pièce des-, nervures ou ailettes parallèles, que l'on refoule ensuite au coursde la seconde opération entre rouleaux à égaliser, de façon qu'elles déterminent des chambres fermées.
Le rouleau à profiler' peut consister avantageusement en un outil formé par une série de plaques en acier à ressorts, entre lesquelles sont intercalées des fuies intermédiaires de. moindre diamètre. Cet outil peut être remplacé par un rouleau cannelé de forme convenable, venu d'une pièce. L'épaisseur des plaques et des toles intermédiaires interposées entre cel- les-ci, de môme que les côtes du profil du. rouleau cannelé, sont déterminées par la finesse et la profondeur voulues de la couche superficielle à adoucir (à partir de 0,1mm).
Selon une .utre caractéristique du procédé objet de l'invention, l'outil ayant la forme d'un rouleau est entraîné à une grande vicesse de rotation, par exemple 4000 à 5000 t/m, par une commande: appropriée at est sollicité à pression con- tre la pièce à. travailler. Celle-ci, lorsqu'il s'agit d'un corps de révolution, est entraîné en une rotation aussi rapi- de, mais utilement beaucoup plus rapide.
Vu les grandes vi- tesses de contact, la surface profilée du rouleau décrit ci- dessus, @ même dans une matière très dure, de sorte, que la matière de# corps travaillé est refoulée vers l'extérieur entre les plaques ou feuilles ou les saillies du rouleau, pour constituer des nervures ou ailettes complementai. res.
Ce processus s'accompagne d'un important développement local de chaleur, lequel doit être maintenu dans certaines limites déterminées, de préférence par refroidissement à huile de coupe, -'.fin d'éviter un coincement ou un arrachement de la matière repoussée par le travail des rouleaux.
<Desc/Clms Page number 6>
Ce repoussage de 1 3 a'face de la pièce à l'aide de zou- le'ux peutêtre réalise, même dans le c sde l'acier leplus dur, par exemple, en l'espace d'une seconde, étant donne que, grâce à la vitesse de rotation élevée de la pièce travaillce, il se produit un nombre considérable de phenomènes de pression extrêmement brefs entre le pièce et le rouleau à profiler ro- tatif.
L'usinée au moyen de rouleaux à profiler peut être ef- fectué avantageusement par plusieurs rouleaux cannelés on feuil- letés parfaitement identiques. Dans ce cas, les rouleaux em- ployés peuvent attaquer la pièce simultanément, mais en diffe- rents endroits.
Lorsqu'il estfait usage d'un rouleau à profiler unique, la pression exercée par le rouleau cannelé ou feuilleté sur la pièce à travailler est absorbée utilement par au moins deux rouleaux d'appui rotatifs. Les deux rouleaux d'appui portent, de préférence, sur d'autres parties de la pièce que la surface à travailler.
D'autre part, on a constaté qu'avec un rouleau à profi- ler unique 'il était avantageux de fixer la pièce à rotation par ses parties situées en dehors de la surface à adoucir, ce. qui permet de supprimer les deux rouleaux d'appui.
Le corps,dont la surface L. été repoussée par cannelage selon une des manières décrites ci-dessus, est ensuite placé entre des rouleaux à égaliser à sur face lisse etdure. Selon l'invention, ces rouleaux, ou au moins un de ceux-ci, tournent également à une vitesse très élevée. On peut aussi employer plusieurs rouleaux à égaliser, qui attaquent également la pièce en différents points. Le procédé d'égalisation, selon l'inven- tion, ne peutêtre exécuté d'une manière satisfaisante qu'à une vitesse de rotation élevée, afin d'éviter une déformation, une rupture ou un matage non uniforme des fines nervures.
<Desc/Clms Page number 7>
Celles-ci ne sont en réalité refoulées qu'à leur bord supé- rieur, de manière à "voûter" les chambres d'air. On obtient ainsi une surface lisse, légèrement élevée par rapport à la smrface primitive, et Qui offre les propriétés voulues de flexibilité et de souplesse, cela jusqu'à compression totale des chambres d'air.
Dans les corps selon l'invention, il est en principe toujours possible de former dans la couche superficielle des chambres d'air étroitement superposées et présentant une sec'- tion transversale quelconque, par exemple, circulaire, ovale ou angulaire, pour autant que ces corps soient constitués en une matièresusceptible d'être travaillée avec enlèvement de copeaux, donc, en premier lieu en métaux non-ferreux ou en acier, avec une résistance 1:. la rupture jusqu'à 80 - 100kg/mm2.
La profondeur des chambres d'air en forme de canaux est de ter- minée par l'épaisseur de la couche superficielle à adoucir et peut aller par exemple de quelques dixièmes de millimètres jusqu'à plusieurs millimètres; elle est utilement en rapport direct avec l'épaisseur des cloisons qui séparent ces chambres.
Cette dernière épaisseur peut représenter par exemple entre la moitié et le quart du rayon dans le cas de . chambres d'air de section approKimativement circulaire.
Dans le cas de corps de révolution, les chambres d'air seront constituées, de préférence, par des canaux annulaires juxtaposes, situés dans des plans perpendiculaires à l'axe de révolution; dans les corps de forme différente, ces chambres suront constituées par des canaux parallèles qui suivent la forme de la surface.
Dans les objets traités selon l'invention, les cavités formées ou presque ferméesvers l'extérieur, qui forment la couche superfirielle, se prêtent à un changement de forme ou à une déformation plus aisément que ne le'ferait la matière
<Desc/Clms Page number 8>
à l'état homogène, vu que la couche supérieure de, matières ainsi traitées est constituse entièrement par de fines nervu- res et parois et est devenue en quelque sorte poreuse. Le degré de douceur est variable suivant une gamine progressive,
en dimensionnant convenablement l'épaisseur des nervures et les intervalles constitués par les chamb es d'air; il est donc independant de la matièree. La profondeur de la couche superficielle travaillée est déterminée par l'épaisseur voulue de la substance flexible.
Le traitement de surface selon l'invention, permet de réaliser une liaison parfaite, étanche et cependant .flexible entre deux ou plusieurs corps durs, par exemple métalliques.
Cette liaison permet un certain jeu qui, sans ce traitement, serait impossible, à moins d'une détérioration,, ou qui devrait être réalisée avec l'aide d'autres matières douces et jointi- ves ou souples. Les corps traités selon l'invention peuvent être utilisés avantageusement dans les cas suivants par exem- ple :
Introduction forcée d'arbres, chevilles, broches ou éléments de machines analogues dans des forages trop petits ou non travaillés, pratiqués dans une matière d'une dureté ana- logue ou supérieure celle de la matière constitutive des éléments précités.
Réalisation, entre deux corps durs, d'un joint étanche d'une troisième substance, cela même dans le cas de surfaces ou profils grossièrement ou insuffisamment tra- vaillés, par exemple, arbres, brides, bourrages, joints et analogues.
Obtention d'un, ;certain jeu relatif de deux ou plusieurs corps là où, en raison d'une friction de surface trop élevée ou de la non flexibilité de l'un ou de l'autre corps, ce jeu
<Desc/Clms Page number 9>
ne pourrait être obtenu que par un effort considérable ou seu- lement après destruction partielle ou totale, par exemple: pistons grossièrement travaillés et montés à frottement, pro- jectiles dans l'âme du canon, éléments de machine montés sur des arbres cannelés et analogues.
REVENDICATIONS.
---------------------------
1.- Procédé pour réaliser une couche superficielle dou- ce, souple et flexible sur des corps en matière dure non flexi- ble, notamment en métaux non-ferreux ou en acier, caractérisé en ce que la surface du corps est pourvue, moyennant un trai- tement mécanique, d'un nombre approprié de chambres d'air fer- mées vers l'extérieur et séparées les unes des Lucres par des cloisons minces.
2.- Corps réalisé en une matière dure susceptible d'un façonnage avec enlèvement de copeaux, notamment en métaux non- ferreux ou en acier, avec une résistance à la rupture jusque 80 - 100kg/mmê, caractérisé en ce que la couche superficielle du corps est constituée par une série de chambres d'air juxta- posées de section transversale quelconque, l'épaisseur des cloisons étant, dans leur partie la plus mince, la moitié jusqu'au uart environ de la largeur des intervalles entre ces cloisons, tandis que la profondeur de la couche superficielle correspond à l'épaisseur voulue de la couche à adoucir.