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PROCÉDÉ D'ASSEMBLAGE D'ÉLÉMENTS MÉTALLIQUES ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'ELEMENTS MÉTALLIQUES ET ASSEMBLAGES RESULTANT DE L'APPLICATION DE; OE PROCEDE.
La présente invention a pour objet:
1 - un procédé d'assemblage d'éléments métalliques caractérisé par la formation, par moulage sous pression, d'une frette, en matière plastique, de fixation de ces éléments les uns par rapport aux autres.
2 - les assemblages résultant de l'applica- tion de ce procédé.
3 - le matériel de mise en oeuvre de ce procédé.
Comme matière plastique particulièrement appropriée à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini, la présente
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invention vise, de manière générale, l'utilisation de toute matière plastique, quel que soit son état initial: poudre ou masse fluide, pouvant être portée, par tout moyen appropriée par chauffage, par exemple, dans un état permettant son moulage sous pression; parmi les matières plastiques parti- culièrement aptes à l'application de l'invention, celles qui peuvent être moulées par injection à l'état de masse fluide sont à retenir tout particulièrement et, parmi celles-ci, à titre d'exemples, il convient de citer, spécifiquement, les superpolyamides, les superpolyesters, le téréphtalate de polyéthylène et l'acétate de cellulose.
Comme procédés de moulage applicables à la réalisa- tion d'assemblages conformes à ceux ci-dessus définis, la présente invention vise l'utilisation de tout procédé de moulage sous pression d'une matière plastique ; parmi ceux-ci, ' elle vise, tout particulièrement, le procédé de moulage de cette frette par injection d'une masse plastique à l'état fluide, l'injection étant suivie de la prise de la masse.
Le procédé d'assemblage d'éléments métalliques, objet de la présente invention, présente de nombreux avantages parmi lesquels il convient de signaler les suivants!
1 il permet de réaliser des assemblages de pièces métalliques dans lesquels : a) en raison de la température relativement basse à laquelle le moulage sous pression de la frette est opéré, les pièces métalliques à assembler ne sont soumises, lors de ce moulage, à aucune déformation permanente, de sorte que, après le moulage de la pièce auxiliaire d'assemblage:
[alpha]) elles ont toujours la forme précise et les dimensions précises sous lesquelles elles ont été établies, (3) chacune d'elles conserve toutes les qualités de sa ma- tière constitutive! structure moléculaire, dureté, résilience, résistance mécanique, etc. b) l'ensemble obtenu a toutes les qualités requises de ce dernier et, notamment, la résistance aux actions extérieures:
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mécaniques, chimiques et autres, c) il existe: ce) une solidarité parfaite de tous les éléments, cette soli- darité rendant impossible tout déplacement relatif de ces élé- ments les uns par rapport aux autres" ss) une étanchéité parfaite de l'ensemble formé par la frette et les éléments métalliques.
2 il est de réalisation facile.
3 il permet de constituer, en plusieurs parties métalliques ainsi réunies, des pièces qui, jusqu'à ce jour, ont été établies monobloc et de bénéficier des avantages de diverses natures résultant de la nouvelle constitution de ces pièces et, en particulier, d'avantages d'usinage.
A propos des avantages ci-dessus définis, il convient de signaler que certaines matières thermo-plastiques et, en particulier, celles utilisables à l'état de masse'fluide moulables par injection sous pression, telles que les superpolyamides, les superpolyesters et le téréphtalate de polyéthylène, présentent une résistance mécanique, une résilience, une résistance aux actions chimiques, une température de ramoli'ssement et un coef- ficient de contraction à la solidification qui rendent leur utilisation particulièrement intéressante à la, réalisation d'assemblages conformes à l'invention;
à leur solidification, ces matières donnent naissance, dans leur masse, à des efforts de précontrainte qui maintiennent fixement en position les élé- ments les uns par rapport aux autres.
Suivant la présente invention, encore, pour renforcer cette fixité des pièces de l'assemblage les unes par rapport aux . autres, la périphérie de chaque élément de l'assemblage paut-être établie avec, au moins, un logement de formation d'une clavette en une pièce avec la frette d'assemblage de ces éléments, cette clavette bloquant, ainsi, rotativement entre eux ces éléments de l'assemblage.
Diverses applications qui peuvent être faites de l'in-
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vention à l'aide de matières plastiques moulables à l'état fluide et par injection sous pression vont, maintenant, être décrites à simple titre d'exemples et étant formellement enten- du que: a) l'invention englobe toutes les autres applications de ces même matières plastiques, suivant le procédé ci-dessus défini, b) toutes applications et modes de mise en oeuvre de ma- tières plastiques autres que les matières plastiques moulables à l'état fluide et par injection sous pression.
1.- Assemblage, bout à bout, de deux pièces tubulaires..
Suivant un premier mode d'application de la'présente invention à la réalisation d'un assemblage de deux pièces tubu- laires, ces pièces sont assemblées l'une à l'autre en établis- sant, à l'extrémité de chacune d'elles, dans l'épaisseur de sa paroi, du côté externe de celle-ci, un logement à gorge de formation d'une frette en matière thermo-plastique, ce logement étant ouvert à la périphérie de cette pièce tubulaire, en main- tenant ces deux pièces juxtapos6es avec leurs logements dans le prolongement l'un de l'autre, en disposant un manchon d'injection de matière plastique sous pression sur l'ensemble ainsi formé, en injectant sous pression la matière plastique fluide dans la chambre d'injection unique constituée par les deux logements juxtaposés, et, enfin,
en retirant le manchon d'injection après solidification de la matière plastique.
Ce mode de mise en application de la présente inven- tion est, lui-même, susceptible de diverses variantes. A titre indicatif, il peu être indiqué que:
1 la frette d'assemblage ainsi établie peut avoir! a) des faces en regard tronconiques, dont les sommets de cônes sont opposés, b) une face interne filetée.
2 la frette peut: a) affleurer la surface extérieure des 'pièces tubulaires à assembler, ou bien,
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b) être en retrait sur leurs faces externes.
Suivant un second procédé de mise en oeuvre de la présente invention, comme précédemment, lui logement à forge de formation dé la frette est établi à l'extrémité de chacune des pièces tubulaires et ce logement est ouvert sur la face d'about de cette pièce afin de former, lors de l'assemblage bout à bout des deux pièces tubulaires une chambre close de réception de la matière plastique de formation de la frette, des lumières d'in- jection de cette matière et d'évent étant établies radialement à cet effet dans les extrémités des deux pièces à assembler;
ces deux pièces sont maintenues bout à bout avec leurn logements précités en regard l'un de l'autre et la matière plastique est injectée dans la chambre forcée par les deux logements précités, l'assemblage des deux pièces étant réalisé après solidification de cette matière.
Suivant un troisième procédé de mise en oeuvre de la présente invention, chacune des pièces tubulaires à assembler est établie avec une bride terminale et sur l'ensemble formé par ces deux brides, lors de la juxtaposition des deux pièces, un manchon d'injection de la matière plastique est monté de manière à former, entre ces pièces et ce manchon, une chambre annulaire d'injection de la matière plastique constitutive de la frette; ,cette matière est, alors, injectée dans cette chambre et le man- ,chon est enlevé après durcissement.
II.- Assemblage de trois pièces tubulaires.
Dans le cas où la pièce médiane a un diamètre ext6rieur inférieur à celui des pièces extrêmes, l'assembla.se est réalisé, de préférence, à l'aide d'une seule frette dont le diamètre extérieur est égal au diamètre extérieur des pièces extrêmes.
Dans le cas où la pièce médiane a un diamètre extérieur au moins égal à celui des pièces extrêmes, l'assemblage peut être réalisé à l'aide de deux frettes, chacune de ces frettes assemblant l'une des deux pièces extrêmes à.la pièce médiane.
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III.- Roulement à billes à double butée.
Suivant la présente invention, un roulement à billes à double butée est constitué par une bague intérieure unique et deux bagues extérieures, chacune à butée unique, montées l'une contre l'autre et assemblées l'une à l'autre par une frette ancrée dans chacune d'elles et affleurant leur surface extérieu- re, et enfin par deux rangs de billes montés entre ces deux bague s.
Dans un tel roulement, sur la bague interne, les butées desdeux rangs de billespeuvent être: a) opposées l'une à l'autre et, alors, la frette est, de préférence, extérieure à la bague externe, b) en regard l'une de l'autre et, alors, de préférence, les deux éléments métalliques constituant la bague externe sont, après le montage des billes, écartés l'un de l'autre et mainte- nus dans cette position pour la coulée de la frette, un anneau auxiliaire d'un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur des butées et d'un diamètre intérieur supérieur à celui de la bague interne du roulement ayant été enfilé dans la bague externe du roulement avant le montage du second rang de billes.
Suivant la présente invention, encore, dans un roule- ment du type ci-dessus défini, cet anneau auxiliaire est pourvu, extérieurement, d'une gorge dans laquelle la matière plastique de formation de la frette pénètre lors du moulage de cette der- nière, en bloquant, azialement, ledit anneau aussit8t après la solidification de la frette.
IV. - Assemblage à trou borgne.-
L'invention est également applicable à la réalisation d'assemblages à trou borgne pour des utilisations diverses, par exemple, pour la réception d'un tourillon.
Suivant la présente invention, une pièce à trou borgne est formée d'une pièce tubulaire obturée, à l'une de ses extrémi- tés, par un disque plat assemblé à cette pièce par une fret'te en
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matière plastique moulée sous pression sur cette pièce tubulaire et ce disque, Ce disque peut être une simple rondelle d'un dia- mètre inférieur à celui du tube pour permettre la formation de la frette ; ce cas, la pièce à trou borgne résultante est directement utilisable pour la réception d'un tourillon.
De plus, du c8té de sa face libre, le disque de forma- tion de ce trou borgne peut être établi avec un diamètre inférieur à celui de sa face opposée appliquée contre la pièce tubulaire ; de,plus., l'épaisseur de ce fond est supérieure à l'épaisseur de la partie de la frette qui est comprise entre la face interne de ce fond et la face plane externe libre de cette frette, pour permettre un centrage de ce disque dans le moule de coulée par rapport à cette pièce tubulaire et la formation d'un rebord sur la frette.
Une pièce à trou borgne conforme à l'invention peut, également, être établie pour recevoir un roulement à aiguilles, dans ce cas, la face interne du disque constitutif du fond, est établie avec une gorge de réception des extrémités des aiguilles.
Suivant la présente invention, également, une pièce à trou borgne peut être établie en vue de son assemblage avec un manchon destiné à la recevoir ; ce cas:
1 l'ensemble pièce à trou borgne et manchon peut être établi de manière telle que la frette même constitue l'organe d'assemblage au manchon; alors, la frette est noyée dans un loge- ment établi dans les deux éléments constitutifs du trou borgne et le manchon.
2 la pièce constitutive du fond du trou borgne est éta- blie avec des éléments d'assemblage au manchon et la frette est noyée dans les éléments constitutifs de la pièce à trou borgne.
Le procédé, objet de la présente invention, est également applicable à l'établissement de pièces à trou borgne à alésage cannelé destiné à recevoir une pièce coulissante dont la section correspond à celle de cet alésage cannelé et utilisables, par exemple, dans des arbres télescopiques; jusqu'à ce jour, les
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pièces à trou borgne cannelé de ce genre ont été constituées à l'aide de deux éléments métalliques avec formation d'une lèvre sur l'élément tubulaire et sertissage de cette lévre sur le fond constituant l'autre élément ; suivant la présente inven- tion, de telles pièces à trou borgne cannelé sont constituées à l'aide d'un élément tubulaire métallique et d'un fond métal- lique assemblés par une frette en matière plastique.
Cette frette peut êtres
1 noyée dans une gorge interne formée dans le tube et établie avec une portée de réception dudit fond constitua par une rondelle tronconique.
2 extérieure au tube, alors établiavec une gorge externe, et au fond appliqué contre ledit tube.
Dans ce dernier cas, ce fond peut être: a) soit plan, b) soit en forme de cuvette de réception d'une masse de graissage de réserve.
V.- Roulements à bague épaulée et éléments cylindriques de roulement.-
La présente invention a également pour objet un procédé d'établissement de roulements à bague épaulée et éléments cylindriques de roulement, caractérisé par le fait que la bague épaulée est établie en trois pièces métalliques assemblées par frettage plastique. Ces roulements peuvent être établis, soit avec une frette unique on forme de manchon entourant les trois pièces métalliques et terminée à chacune de ses extrémités par un rebord en prise avec la bague métallique extrême correspon- dante, soit par deux frettes, chacune de ces frettes assemblant le corps central à, l'une des pièces métalliques extrêmes.
VI.- Roulements à galets coniques.-
Comme autre exemple d'application de l'invention, il convient encore de citer les= roulements à galets coniques.
Un roulement à galets conioues, conforme à la présente invention, est caractérisé par le fait que l'une, au moins, de
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ses bagues est formée de deux pièces métalliques assemblées par une frette plastique.
L'invention englobe donc les roulements à galets coniques présentant, au moins, l'une des caractéristioues suivantes: a) la bague intérieure est formée en deux éléments métal- liques coaxiaux assemblés bout à bout par une frette plastique, cette bague étant, de préférence, noyée dans les deux éléments métalliques, b) la bague extérieure est formée de deux éléments métal- liques coaxiaux:
la bague conique usuelle et une butée coaxiale de retenue de la partie intérieure du roulement et ces deux éléments sont assemblés l'un contre l'autre par une frette plastique qui est, de préférence, ext4rieure à ces deux éléments
La fabrication des éléments métalliques des bagues intérieures du type ci-dessus défini est beaucoup plus rapide et facile que celles des bagues actuelles et elle n'exige que des machines de précision courante, à rendement élevé et, cela, pour l'obtention de roulements établis avec la même précision de cotes que les roulements à galets coniques actuels. La fabri- cation des éléments métalliques des bagues extérieures du type ci-dessus défini n'exige également qu'un usinage courant et de haut rendement.
Vile- matériel de mise en oeuvre du procédé.-
Bien entendu, la présente invention a également pour objet le matériel de mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini et de ses variantes d'exécution et, notamment, les moules éta- blis pour la formation de la frette de matière plastique.
VIII. - Assemblages résultant de l'application du ;procédé.-
Bien entendu, la présente invention a également pour objet les assemblages résultant de l'application du procédé . ci-dessus défini et de ses variantes d'exécution et, à ce titre, elle englobe plus particulièrement:
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1 les assemblages de pièces tubulaires,
2 les roulements à billes à double butée,
3 les assemblages à trou borgne,
4 les roulements à éléments de roulement cylindriques et bagues épaulées,
5 les roulements à galets coniques, des types précé- demment décrits*
Les dessins ci-joints, donnés à titre d'exemples, et qui ne sauraient, en aucune façon, limiter la portée de la présente invention, montrent divers modes de mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini et d'assemblages réalisés à l'aide de ce procédé.
Dans cesdessins:
La Fig.l est une coupe longitudinale axiale faite à travers un assemblage de deux pièces tubulaires et du moule de formation de la frotte plastique de liaison de ces deux pièces.
La Fig.2 est une coupe similaire à la précédente des mêmes pièces assemblées, le moule enlevé, cette coupe étan faite suivant la ligne II-II de la Fig.3.
La Fig. 3 est une coupe transversale de l'assemblage de la Fig.2, cette coupe étant faite suivant la ligne III-III de cette figure et montrant les clavettes de blocage rotatif des deux pièces de l'assemblage.
La Fig.4 est une coupe d'un assemblage de deux pièces' tubulaires similaires aux précédentes et dans lequel la frette est établie avec des faces tronconiques situées en regard l'une de l'autre.
La Fig.5 est une coupe longitudinale axiale faite à travers un assemblage de deux pièces tubulaires comportant une;:, frette à section radiale en V.
La Fin.6 est une coupe longitudinale axiale d'un assem- blage de deux pièces tubulaires similaire au précédent et dans lequel la frette.a une section radiale en W.
La Fig.7 est une coupe longitudinale axiale d'un assem-
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blage de deux pièces tubulaires dans lequel la frette est pour- vue de gorges multiples sur sa face interne.
La Fig.8 montre la coupe longitudinale d'un assemblage de deux pièces tubulaires à l'aide d'une frotte plastique on retrait sur les faces extérieures de ces pièces tubulaires, le moule de coulée de cette frette étant en place.
La Fig.9 montre, en coupe longitudinale axiale, les deux pièces de l'assemblage précédent assemblées, le moule enlevé.
La Fig.10 montre la coupe longitudinale d'un assemblage de deux pièces tubulaires comportant une frette plastioue com- plètement noyée.
La Fig.11 est une coupe longitudinale axiale d'un assemblage de deux pièces, terminées chacune par une bride et du moule d'injection de la frette de liaison de ces deux pièces.
La Fig.12 est une coupe longitudinale axiale de l'as- semblage des deux pièces de la Fig.ll, le moule d'injection enlevé.
La Fig.13 est une coupe longitudinale axiale d'un assemblage bout à bout de trois pièces tubulaires dans lequel la pièce médiane a un diamètre extérieur inférieur à celui des pièces extrêmes et une frette unique d'un diamètre extérieur égal à celui des pièces extrêmes assure la liaison des trois pièces.
La Fig.14 est une coupe longitudinale axiale d'un autre assemblage, bout à bout, de trois pièces tubulaires dans lequel la pièce médiane a un diamètre extérieur supérieur à celui des pièces extrêmes et deux frettes plastiques noyées assemblent les trois pièces deux par deux.
La Fig.15 est une coupe longitudinale axiale d'un roulement à billes à double butée comportant une bague intérieure à deux épaulements opposés et une bague extérieure, à épaulements en regard l'un de l'autre, formée de deux anneaux métalliques assemblés bout à bout par une frette plastique,
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La Fig.16 est une coupe. longitudinale axiale d'un autre roulement à billes à double butée comportant une bague intérieure à deux épaulements en regard l'un de l'autre et une bague extérieure, à épaulements opposés, formée de deux anneaux métalliques disposés coaxialement et assemblés à l'aide d'une frette plastique injectée entre eux et sur un manchon interne aux ditsanneaux.
Les Figs.17, 18 et 19 se rapportent à trois variantes de la fig.16.
La Fig.20 est une coupe longitudinale axiale d'une pièce à trou borgne de type connu.
La Fig.21 est une coupe longitudinale axiale d'une pièce à trou borgne conforme à l'invention formée d'un tube et d'un fond assemblés l'un à l'autre par une frette plastique.
La Fig.22 se rapporte à une variante de la Fig.21.
La Fig.23 montre en coupe longitudinale axiale le moule de formation de la pièce de la fig.22.
La Fig.24 est une coupe longitudinale axiale d'une pièce à trou borgne conforme à l'invention et montée dans un manchon, les deux éléments métalliques constitutifs du trou borgne et ce manchon étant assemblés à demeure par une frette plastique unique noyée dans cestrois pièces.
La Fig.25 est, également, une coupe longitudinale axiale d'une pièce à trou borgne conforme à l'invention et montée amoviblement dans un manchon.
La Fig.26 montre, en coupe longitudinale axiale, la première phase d'un mode connu de formation par sertissage, d'une pièce à trou borgne du type dit: "manchon à coulisse".
La Fig.27, similaire à la Fig.26, montre la phase finale de formation, par sertissage connu, de cette pièce à trou borgne.
La Fig.28 montre, en coupe'longitudinale axiale, une pièce à trou borgne conforme à l'invention, équivalente à celle
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de la Fig.27 et constituée par une pièce tubulaire et un fond assemblés à l'aide d'une frette plastique noyée.
La Fig.29 montre, en coupe longitudinale axiale, une variante de la pièce à trou borgne de la Fig.28, variante suivant laquelle la frette plastique est entièrement apparente.
La Fig.30 montre, en coupe longitudinale axiale, une pièce à trou borgne différant de celle de la Fig.2 par le fait que le fond assemblé à la partie tubulaire est constituée par une cuvette,
La Fig.31 montre, en coupe longitudinale axiale, une bague connue à deux épaulements en regard d'un roulement à élé- ments cylindriques de roulement.
La Fig.32 montre, en coupe longitudinale axiale, une bague conforme à l'invention susceptible de remplacer celle de la Figo31, cette bague étant formée de trois places métallioues assemblées par une frette plastique entièrement apparente.
La Fig.33 montre, en coupe longitudinale axiale, une bague formée, comme la précédente, de trois pièces métalliques, mais celles-ci étant assemblées deux à deux à l'aide de deux frettes plastiques affleurant les pièces assemblées.
La Fig.34 montre, en coupe longitudinale axiale, le moule de formation des frettes de la bague de la Fig.33.
La Fig.35 montre, en coupe longitudinale axiale, une bague interne de roulement,à galets coniques de type connu.
La Fig.36 montre, en coupe longitudinale axiale, la bague externe du même roulement connu.
La Fig.37 montre, en coupe longitudinale axiale, ce même roulement complet.
La Fig.38 représente, en coupe longitudinale axiale, une bague interne conforme à l'invention destinée, à être substi- tuée à la bague de la Fig.35, cette bague étant formée de deux pièces métalliques assemblées par une frette plastique noyée.
La Fig.39 représente, en coupe longitudinale axiale,
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une bague externe conforme à l'invention et destinée à rem- placer la bague externe de la Fig.36, cette bague étant formée de deux pièces métalliques assemblées par une frette plastique.
La Fig.40 montre, en coupe longitudinale axiale, le roulement à galets coniques constitué à l'aide des bagues des Figs.3 et 39.
Dans ces diverses figures, les mêmes signes de réfé- rence désignent les mêmes éléments.
Dans les exemples représentés dans les dessins, ainsi que dans la description des figures, en raison de la simplicité des moules d'injection nécessaires dans chaque cas, seuls quel- ques moules ont été figurés et décrits; ces exemples suffisent pour montrer que dans les autres cas la réalisation du moule, lorsqu'il y en a un, me comporte aucune difficulté pour le tech- nicien.
I.- Assemblage de deux pièces tubulaires.-
Fig.l, a et b sont les deux pièces à assembler ; ici, ces pièces sont identiques l'une à l'autre et tubulaires ; section transversale est, soit circulaire; soit polygonale; la première a a été décolletée préalablement pour former un loge- ment 1 de coulée de la frette d'assemblage des deux pièces à assembler et la seconde b a été usinée de façon similaire pour former le logement similaire au précédent.
Chacun de ces loge- ments présente deux diamètres d et D, dont le dernier est ad- jacent à l'extrémité de la pièce métallique correspondante, de manière à former des gorges 3 et de réception de la matière plastique et à laisser, dans chacune de ces pièces, un collet 5-6 d'ancrage ou d'accrochage de ces pièces avec la frette f lorsque celle-ci est réalisée.
Sur l'ensemble formé par ces deux pièces et b juxtaposées et ainsi usinées, un moule constitué par un manchon 7 , éventuellement en plusieurs pièces, enserrant ces pièces est monté en regard des logements 1 et 2; ce moule est pourvu d'une
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tubulure $ ; cette tubulure est raccordée à une source de ma- tière plastique à l'état moulable et sous pression;'source d'un superpolyamide, par exemple. Lorsque l'injection de cette matière a été opérée dans la chambre formée par les logements 1 et 2, après solidification de la matière plastique, une frette f se trouve formée dans cette chambre; alors, le moule 7 est enlevé et l'assemblage représenté en coupe Fig.2 est obtenu.
Grâce à la frette en matière plastique ainsi établie, les deux pièces métall.iques a et b sont fixement assemblées l'une à l'autre, car, à la solidification de la matière plastique, en raison de la contraction subie par celle-ci, des efforts radiaux de pré- contrainte ont été créés dans la frette qui est, ainsi, pressée énergiquement contre les éléments a et b; de plus, d'autres efforts de précontrainte, ceux-ci perpendiculaires à ses faces planes 9 et 10 en regard, donc parallèles à l'axe x-x, appli- quent fermement les mêmes éléments l'un contre l'autre par leurs collets 5-6.
Cette pression d'application des éléments l'un contre l'autre peut être augmentée en donnant (Fig.4) une section trapézoïdale aux collets 5 et 6, afin que les faces en regard 9 et 10 dé ces collets soient coniques; dans ce cas, en effet, les pressions exercées par la matière plastique, perpendiculai- rement aux faces coniques de ces collets, donnent naissance à des composantes parallèles à l'axe x-x qui renforcent considé- rablement les pressions exercées par les pièces a et b l'une contre l'autre.
Pour accroître encore la solidarité de ces deux places et rendre impossible toute rotation de l'une par rapport à l'autre autour de leur axe commun x-x, des dénivellations peuvent être prévues à la périphérie des piéces a et b en regard de la frette; ainsi, par exemple, au droit de la frette, les pièces a et b pourraient être molletées sur leur pourtour ou une partie de celui-ci, ou bien, ces pièces peuvent être établies (Fig.3)
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avec des dépressions 11 permettant, lors de l'injection, la formation de clavettes 12 sur la frette et en une pièce avec celle -ci.
Fig.5, la frette f a une section radiale en forme de V.
Fig.6, la frette f a une section en forme de W.
La frette peut aussi avoir une section radiale rectan- gulaire dont la face interne est pourvue, non d'une collerette unique d'ancrage dans chaque pièce, mais d'une série de saillies et de dépressions qui assurent un ancrage ferme de celle-ci dans chacune des pièces (Fig.7) ; de telles saillies et dépres- sions peuvent être constituées très simplement, par exemple, par une série de filets de vis 13 qui créent, dans chacune des pièces 1 et 2, des sections de deux diamètres distincts d et D qui assurent l'ancrage de la frette f avec ces deux pièces.
Ces filets de vis présentent l'avantage de rendre- superflues les clavettes 11, car ils s'opposent à toute rotation, dans un sens, de l'une des pièces tubulaires par rapport à l'autre.
La frette peut:
1 affleurer la surface extérieure des tubes en 15 (Figs.2 à 7) ou bien,
2 être en retrait sur leurs faces externes, le monta- ge du moule 7 sur les pièces a et b étant alors réalisé comme le montre la figure 8, la figure 9 montrant l'assemblage terminé, après l'enlèvement du moule.
3 être noyée dans les bouts des tubes, auquel' cas, aucun moule d'injection n'est nécessaire, l'injection se fai- sant à travers un trou radial 18 (Fig.lO) relié à la source de matière plastique sous pression et l'éjection éventuelle de l'air contenu dans la chambre à travers un second trou d'évent 19. 4 être entièrement en saillie sur des brides 16-17 en une pièce avec les bouts des tubes, la Fig.ll montrant le
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moulage de cette frette et la Fig.12, l'assemblage terminé et le moule enlevé.
II.- Assemblage de trois pièces tubulaires.-
Les Figs.13 et 14 montrent des assemblages de trois pièces a, b, c, tubulaires, de même section transversale inté- rieure.
Fig.13, la pièce médiane c a un diamètre extérieur inférieur à celui des pièces extrêmes a et b et l'assemblage est réalisé à l'aide d'une seule frette f; ici, le diamètre extérieur de cette frette est égal au diamètre extérieur des pièces extrê- mes a et b.
Fig.14, la pièce médiane c a un diamètre extérieur supérieur à celui des pièces extrêmes a et b et l'assemblage est réalisé à l'aide de deux frettes f' et f'', chacune de ces frettes assemblant deux de ces trois pièces; la même dispo- sition serait également applicable dans le cas où cette pièce médiane aurait un diamètre extérieur égal à celui des deux autre s.
III.-Roulement à billes à double butée.- La Fig.15 montre l'application de l'invention à la réa- lisation d'un roulement à billes à double butée dont chacun est constitué par des billes 20, une bague intérieure unique a à deux épaulements opposés et deux bagues extérieures b' , b" , chacune à butée unique, 21' pour l'une des bagues, 21''pour l'autre; ces bagues sont montées l'une contre l'autre et assem- blées l'une à l'autre, comme les deux tubes de la figure 1, par une frette f ancrée dans chacune d'elles et affleurant leur face extérieure.
Les butées 21' et 21" des deux anneaux b' et b'' constitutifs de la bague extérieure sont en regard l'une de l'autre dans le roulement.
Les Figs.16 à 19 montrent d'autres roulements à double butée différent de celui de la Fig. 15 par le fait que les deux anneaux b' et b", constituant la bague extérieure, ont leurs
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butées 21' et 21" opposées l'une à l'autre et, dans chacun de ces roulements finis, ces anneaux ne sont pas en contact l'un avec l'autre, mais écartés l'un de l'autre d'une distance d par un diaphragme en une pièce avec la frette; l'établissement de ce roulement comporte le,^-. opérations suivantes:
le montage d'un premier rang de billes entre la bague interne a et l'une des bagues externes b', par exemple, l'enfilage d'un manchon 22 dans la bague externe, ce manchon ayant un diamètre extérieur égal au dianètre intérieur de cette bague extérieure et un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la bague Intérieure,, l'enfilage de la seconde bague externe b" sur le manchon 22 et contre la première bague h', le montage du second rang de billes 20, puis l'écartement des deux bagues externes b' et b", le montage sur celles-ci du moule d'injection de la frette, l'in- jection dans ce moule de la matière plastique constitutive de la frette et, enfin, une fois cette matière solidifiée, l'enlè- vement du moule.
De préférence, une gorge annulaire 23 est creusée à la périphérie du manchon 22; de la sorte, lors de la coulée de la frette f, cette gorge 23 est remplie de matière plastique qui formq/corps avec cette frette et s'oppose à tout glissement axial de ladite bague 22 au cours du fonctionnement du roulement.
Un roulement à double butée et frette plastique con- forme à l'invention peut être réalisé sans recourir à des machi- nes de haute précision; de plus, la précontrainte axiale dans le roulement peut y avoir toute valeur désirée car celle-ci dépend: a) de la pression d'injection et de la surface latérale des bagues extérieures, b) du retrait de la matière plastique et de l'épaisseur donnée.à cette matière.
Or, la section de la frette peut être établie à vo- lonté. Ainsi:
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Fig.17, cette frette a une section radiale trapézoïdale en f3, Fig. 18, la frette a une forte épaisseur dans le sens de l'axe et en f3 une dimension relativement faible dans le sens radial,
Fig.19, la frette a une section radiale en opposition à la précédente, c'est-à-dire a, en f 3, une épaisseur très réduite dans le sens de l'axe et une dimension relativement grande dans le sens radial.
Par ces exemples, il est évident que l'invention permet de réaliser des roulements de butée répondant aux condi- tions de fonctionnement les plus diverses.
IV.-Assemblage à trous borgne.-
La Fig.20 représente une pièce monobloc de type connu de ce genre formée d'une partie tubulaire 24 et d'un fond et destinée à recevoir un roulement à aiguilles. Dans cette pièce, une dépression annulaire 26 a été creusée dans le fond 25 pour la réception des extrémités des aiguilles et une excavation 27 d'un diamètre supérieur à celui de l'alésage du trou et attenante à cette dépression 26 est formée pour des raisons d'usinage.
L'usinage et la rectification d'une telle pièce à ses cotes pré- cises de fonctionnement exige de multiples opérations qui sont longues et ne peuvent être faites qu'avec des machines résen- tant des caractéristiques déterminées et de production réduites.
L'invention permet de réaliser une pièce à trou borgne, similaire à la précédente, capable de remplir la même fonction que celle-ci et qui, au lieu d'être en une seule partie métalli- que, est formée, comme le montre la Fig.21., de deux pièces métal- liques, à savoir, une pièce tubulaire a et un disque plat b assemblés par une frette f en matière plastique coulée sous pression sur l'ensemble. L'usinage de chacune des deux pièces a et b est rapide et facile et n'exige pas de machine spéciale.
Dans la pièce à trou borgne ainsi obtenue, un tourillon 28 peut être monté directement.
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Toutes les opérations d'exécution d'une pièce à trou borgne conforme à l'invention sont donc simples, rapides et faciles, assurent un gain de temps considérable et n'exigent que des machines de caractéristiques courantes pour l'obtention de pièces à trou borgne dont toutes les cotes sont aussi précises que celles d'une pièce à trou borgne monobloc qui ne peut être usinée qu'avec un outillage spécial.
Fig 22, le trou borgne représenté, établi conformément à l'invention, est destiné à recevoir un roulement à aiguilles; à cet effet, son fond b est établi avec une dépression 36 de réception des extrémités des aiguilles/Se ce roulement.
De plus, l'épaisseur E du disque constituant ce fond b est supérieure à l'épaisseur e de la partie de la frette f qui coiffe ce fond et le diamètre dss de ce coté 29 du fond est infé- rieur au diamètre D[alpha] du coté opposé 29', pour permettre un cen- trage de ce disque b dans le moule de coulée par rapport à la pièce tubulaire a et la formation du rebord 30 de la frette f.
Dans ces conditions, le montage des deux pièces a et b dans le moule d'injection 31 peut être très rapide, ainsi que la coulée sous pression de la frette.
Le moule de coulée d'une telle frette est très simple, comme le montre la Fig.23. Ce moule est constitué, uniquement, par un chapeau 31 coiffant les pièces.! et b , ce chapeau étant établi avec une dépression centrale 32 de réception et de oen- trage du fond b.31'et 31" représentent le canal axial et les canaux rayonnants d'injection de la matière plastique de forma- tion de la frette f.
Le fond b d'une pièce à trou borgne conforme à l'inveri:, tion peut, supplémentairement, être établi avec une dépression centrale 33 sur sa face interne et une dépression centrale 34 sur sa face opposée dans le but de simplifier la rectification plane desdites faces.
La Fig.24 montre une autre pièce à trou borgne établie
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conformément à l'invention et, comme la prédédente, à l'aide de deux pièces métalliques a et b et d'une frette f en matière plastique. Ici, cette pièce à trou borgne est assemblée à un organe 34, en forme de manchon, destiné à la recevoir; l'assem- blage est réalisé par la frette f même qui est à cheval sur les trois éléments a, b, 34 de l'ensemble et complètement noyée dans cet ensemble. Des trous 2 injection 35 et d'évent 36 peuvent être ménagés dans le manchon 34 pour faciliter l'injection.
La Fig.25 montre une disposition similaire à celle de la Fig.24 et ne différent de celle-ci que par l'arrangement de la frette 1 de matière plastique, ici, noyée dans le manchon a et le fond b, le manchon extérieur 34 étant assemblé au fond b à l'aide de boulons 37 traversant ce fond b, qui, à cet effet, a un diamètre égal au diamètre extérieur du manchon. Dans cet assemblage, les trous d'injection de la matière plastinue cons- titutive de la frette peuvent être établis dans le fond b; pour la clarté, ils n'ont pas été représentés dans la Fig.25.
En dehors des pièces connues à trou borgne établies en une pièce comme celle de la Fig.20 précédente, il existe, également, des pièces à trou borgne (Fi.g.26) destinées à rece- voir des arbres coulissants ; cespièces dénommées parfois "manchons à coulisse" sont établies en deux pièces et comportent une pièce tubulaire cannelée a dont la demi-section transversale est représentée dans cette même figure en trait pointillé, en rabattement, suivant la ligne x-x de cette même figure;
cotte pièce tubulaire a est terminée, intérieurement, par une butée
38 de réception du fond b formé par un simple disque b et, extérieurement, par une lèvre 39, amincie à son extrémité, qui .forme saillie sur ledit fond et qui, une fois celui-ci mis en place, est, ensuite, sertie sur ce fond (Fig.27) pour assurer la fixation de ce dernier.
Ces pièces à trou borgne connues, corne il a été dit, sous le nom de "manchon à coulisse" sont utilisées, par exemple, dans les joints de cardan de véhicules automobiles.
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Pour le brochage, il est absolument nécessaire de "déboucher"; sinon, il faut procéder au mortaisage qui est, pratiquement, impossible pour des pièces longues. L'étanchéité peut être réalisée par des bouchons expansibles, mais la résis- tance axiale de tels systèmes n'est pas élevée et un léger excès de graissage amène l'expulsion du fond b en cours de fonctionne- ment, d'où la nécessité du sertissage décrit à propos des figures 26 et 27.
La présente invention permet de substituer, à ces assemblages par sertissage, des assemblages à grandes résistance aux poussées axiales et formés, comme celui de la Fig.28, d'une pièce tubulaire a établie, comme précédemment, avec une face 36 de butée du fond b, et avec une gorge 39 d'injection d'une frette f tronconique en matière plastique d'assemblage de ces deux pièces; ici, cette frette est tronconique et sa face qui est appliquée contre la butée 38 est plus grande que sa face opposée libre 40 afin qu'elle soit parfaitement ancrée dans l'ensemble.
La Fig.29 montre une variante de la disposition précé- dente suivant laquelle les pièces a et b sont assemblées l'une à l'autre par une frette extérieure f ancrée dans la pièce a et coiffant la pièce b d'une manière similaire à celle représentée dans la Fig.22.
Fig.30, le fond ± rapporté contre la pièce tubulaire a n'est plus un disque plan, mais une cuvette emboutie qui sert de capacité de réception d'une masse de graissage de réserve.
V.- Roulements à bague épaulée et éléments cylindriques de roulement.-
La Fig. 31 montre une bague monobloc usuelle de roule- ment à éléments cylindriques de roulement ; cettebague est éta- blie avec deux épaulements extrêmes 42, 43; son usinage est long et exige la formation de gorges 44 et 45 qui peuvent être rac- cordées à des gorges 26 de réception des extrémités des éléments de roulement, par exemple, des aiguilles; il nécessite l'utili- sation de machines de précision et de faible production.
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Suivant la présente invention, une bague de roulement à éléments cylindriques de roulement, similaire à la précédente, est établie en trois pièces métalliques assemblées par frettage plastique.
Les Figs.32 et 33 montrent deux modes de réalisation de bagues de ce genre conformes à l'invention ; des bagues de ces figures est constituée à l'aide de trois pièces métalli- ques ; un corps cylindrique a et deux fonds b1 et b2.
Fig.32, le frettage plastique d'assemblage de ces trois pièces est formé par une frette ! constituée par un manchon entourant ces trois pièces et terminé, à chacune de ses extrémi- tés, par un rebord affleurant la face externe du fond correspon- dant.
Fig.33, la bague comprend deux frottes f1 et f, en matière plastique et dont chacune assemble le corps avec l'un des fonds, d'une manière similaire à celle indiquée pour des assemblages antérieurs.
Bien entendu, et comme le montrent les figures 32 et 33 ces roulements peuvent, le cas échéant, être établis, avec, à chaque extrémité, une gorge de retenue d'aiguilles similaire à la gorge 26 de la figure 22.
La Fig.34 représente un moule clos qui permet la fabri- cation d'une bague de roulement conforme à celle de la Fig.32; ce moule est constitué simplement par une enveloppe 46 de récep- tion des trois pièces métalliques a, b1, b2 et une pièce latérale 47 de section cunéiforme, cette enveloppe et cette pièce prenant place dans un bloc 48 établi avec une cavité 49 de réception de l'ensemble. Dans cette figure, 46' et 46'' représentent le canal central et les canaux attenants d'injection de la masse'plastique de formation de la frette.
VI.- Roulements à galets coniques.-
Comme autre exemple d'application du procédé formant l'objet de l'invention, la fabrication de roulement à galets coniques va être donnée.
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La Fig.35 montre la bague intérieure 50 d'un roule- ment à galets coniques dont la bague extérieure 51 est représen tée Fig.36, l'ensemble de ce roulement étant représenté Fig.37 avec ses galets coniques 52 et leur cage de retenue 52'.
L'usinage précis de la bague intérieure ,50est long et exige des machines spéciales à faible rendement.
Suivant l'invention, à ces bagues et roulement sont substitués, respectivement, les bagues et le roulement des Figs.38,39,40; chacune de ces bagues est formée par deux pièces métalliques assemblées par une frette plastique; pièces méta- liques a1 et bl et frette f1 pour la bague intérieure; pièces métalliques a2 et b2 et frette f2 pour la bague extérieure.
Comme il a été exposé, la fabrication des bagues de la figure 38 est beaucoup plus rapide et facile que celles des bagues 50 actuelles de la figure 35 et elle n'exige que des machines de précision courante, à rendement élevé et cela, pour l'obtention de roulements établis avec la même précision de cotes que les roulements à galets coniques actuels.
D'autre part, la fabrication des bagues de la figure 39 est également rapide et facile et ces bagues présentent l'avantage d'éviter la séparation du roulement en deux parties, au cours des manipulations, à savoir, d'une part, la bague interne et ses galets 52, d'autre part, la bague externe.
Comme il a été dit, les applications ci-dessus décri- tes du procédé, objet de la présente invention, ne sont données qu'à titre d'exemples; elles ne sauraient, en aucune façon, en limiter la portée.
VII.- Matériel de mise en oeuvre du procédé.-
Comme il a été dit, la présente invention englobe, également, le matériel mis en oeuvre pour la réalisation des assemblages ci-dessus définis; elle englobe donc les moules établis pour la coulée de la matière plastique et les installa- tions nécessaires à la réalisation de ces assemblages.
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VIII.- Assemblages résultant de l'application du procédé.-
Enfin, il a aussi été dit que la présente invention englobe, également, les assemblages résultant de l'application du procédé, objet de l'invention, ainsi que de ses variantes d'exécution; elle englobe donc, entrautres, tous lesassemblages ci-dessus décrits et représentés dans les dessins, à savoir:
1 los assemblages de pièces tubulaires,
2 les roulements à billes à double butée,
3 les assemblages à trou borgne,
4 les roulements à éléments de roulement cylindriques et bagues épaulées.
5 les roulements à galets coniques, des types précé- demment décrits.
REVENDICATIONS
1.- Procédé d'assemblage d'éléments métalliques caractérisé par la formation, par moulage dous pression, d'une frette,en matière plastique, de fixation de ces éléments les uns par rapport aux autres.
2.- Procédé conforme à celui défini dans la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que la matière plastique cons- titutive de la frette est prise à l'état de poudre et traitée sous pression pour la formation de la frette.
3. - Procédé conforme à celui défini dans la revendi- cation 1,caractérisé par le fait que la matière plastique cons- titutive de la frette est prise à l'état de masse fluide et refoulée par injection pour la formation de la frette.
4.- Procédé conforme à celui défini dans la revendi- cation 3, caractérisé par le fait que la matière plastiaue fluide utilisée est constituée par un superpolyamide.
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