Bague pour roulements à rouleaux et procédé pour sa fabrication. La présente invention comprend une ba gue pour roulements à rouleaux coniques et un procédé pour sa fabrication. Cette bague est formée d'un tronçon de tube métallique sans couture, à surfaces interne et externe coniques, le tronçon de tube étant trampé. Le procédé pour la fabrication de la bague pré sente la particularité qu'on prend un tube métallique cylindrique sans couture, qu'on en coupe un tronçon de tube, qu'on introduit celui-ci dans une matrice conique et qu'on y applique un poinçon conique pour amener le tronçon de tube par pression à une forme conique voulue, et qu'on fait subir ensuite à ce tronçon de tube conique un traitement thermique pour le tremper.
Sur le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple: Fig. 1 est une vue en bout d'un tube cy lindrique constituant l'ébauche au moyen de laquelle la bague de roulement est formée: Fig. 2 est une vue de côté de ce tube, avec lignes ponctuées indiquant les endroits ou des sections ou tronçons doivent en être découpés; Fig. 3 est une vue de côté de l'un de ces tronçons de tube; Fig. 4 est une coupe verticale d'une ma trice conique, avec un tronçon de tube dans la position qu'il occupe tout d'abord dans cette matrice, et avec un poinçon conique re présenté en élévation latérale et relevé; Fig. 5 est une coupe verticale à travers la matrice, le poinçon et le tronçon de tube, représentant le poinçon au bas de la course de pression; Fig. u est une coupe d'une bague, finie, d'épaisseur uniforme ainsi obtenue par pression;
Fig. 7 est une coupe verticale d'une va riante de bague dans laquelle l'inclinaison dle la surface interne est plus grande que celle de la surface externe.
Jusqu'à présent, la pratique habituelle ment suivie pour la fabrication de cuvettes de roulements à rouleaux coniques a con sisté à partir d'un flan convenable, à y per cer une ouverture et à travailler la surface interne de celle-ci à la forme désirée, à le tremper par un traitement thermique appro prié, puis à le finir à la meule. Un résultat habituel du traitement thermique suivant l'ancien procédé était de gauchir ou de dé former la cuvette à tel point que le meulage devait enlever des parties considérables de la surface trempée; en fait, la déformation était parfois si grande qu'elle exigeait la mise au rebut de la cuvette.
Le procédé suivant l'invention se réalise par exemple de la manière suivante: On prend un tube métallique sans couture A (fig. 1 et 2), en acier étiré, de section trans versale circulaire. On coupe de ce tube de courts tronçons de tube A1, ayant chacun à peu près la longueur de la bague à fabri quer, ou un peu moins. On rend tant la surface interne que la surface externe de ces tronçons dé tube à peu près cylindriques et concentriques, en soumettant ces derniers à des opérations d'alésage de l'intérieur et de finissage de l'extérieur de façon à réaliser une paroi d'égale épaisseur partout.
Pour obtenir à peu de frais l'exactitude et la con- centricité de la surface interne, il est pré férable d'aléser l'intérieur des tronçons de tube à un diamètre légèrement inférieur à celui requis, puis de les finir simplement en les mandrinant dans une presse.
A cette phase de la fabrication, le tron çon de tube A1 (fig. 3) est rigoureusement un cylindre et l'opération suivante consiste à convertir ce cylindre en une bague conique exacte, à surfaces intérieure et extérieure co niques. On y arrive par une opération de pression. A cet effet, on force en bout le tron çon de tube cylindrique A1 dans une ma trice conique C (fig.
4) dont la surface in terne active 1 est de forme conique et d'un diamètre allant d'un peu plus que le dia mètre extérieur du tronçon de tube, au som met de la matrice, en diminuant progressive ment jusqu'au bas de la surface active de la matrice, dont la forme déterminera celle de la surface extérieure du tronçon de tube Sur le piston D, qui applique l'effort de pression à l'extrémité supérieure du tronçon de tube est prévu un mandrin conique 3, qui fait corps avec lui et est disposé en aligne- nent axial avec la matrice et dont la sur- face extérieure est celle d'un cône tronqué déterminant la forme de la surface intérieure du tronçon de tube.
Lorsque le tronçon de tube A1 est placé dans la matrice et qu'une pression y est appliquée au moyen du pis ton D, ceci a pour effet de refouler le tron çon de tube dans la matrice. Cette opération produit le resserrage de la partie du tron çon de tube qui vient en contact avec la sur face interne de la matrice de façon à con former la surface extérieure du tronçon de tube à la surface intérieure de cette matrice et, en même temps, la surface interne du tronçon de tube est amenée à se conformer à la face externe du mandrin 3 (fig. 5). Le tronçon dé tube A2 ainsi mis en forme pour former la bague à fabriquer est ensuite dé gagé die la matrice au moyen d'un chassoir convenable E.
Lorsque la surface du man drin 3 a la même inclinaison que la surface interne de la matrice, comme dans les fig. 4 et 5, cette opération a pour effet de convertir le tronçon de tube cylindrique d'épaisseur uniforme en un tronçon de tube conique A2 de la dimension et de la forme requises et d'épaisseur uniforme partout, comme cela est représenté à la fig. 6. Mais, si l'inclinai son de la surface extérieure du mandrin dif fère de l'inclinaison de la surface interne de la matrice, le métal de la pièce à la pression sera forcé de remplir l'espace annulaire com pris entre le mandrin et la matrice, de façon à transformer la pièce en un tronçon A3 (fig. 7), dont la surface interne correspond à l'inclinaison dé la surface extérieure du man drin et dont la surface externe correspond à l'inclinaison de la surface interne de la ma trice.
Dans un cas comme dans l'autre, les surfaces interne et externe dlu tronçon dle tube conique sont assez exactement finies pour rendre inutile de les travailler davan tage avant de les tremper. Le tronçon de tube conique est alors prêt pour des opéra tions secondaires ou accessoires, telles que l'arrondissement des bords internes et le caranfreinage, ou finissage, des bouts.
La phase suivante consiste à, faire subir <B>c</B> tiii tronçon de tube conique l'un quelconque des traitements thermiques usuels pour le tremper ou le durcir afin d'obtenir la bague conique trempée désirée. Comme ce tronçon de tube conique est de section transversale circulaire et possède une paroi d'égale épais seur partout, ou une paroi dont l'épaisseur varie très graduellement, il n'a que peu ou pas de tendance à se déformer au cours du traitement thermique de sorte qu'il n'est pra tiquement pas nécessaire de meuler la sur face trempée ou durcie du produit. En d'au tres termes, le meulage habituellement né cessaire jusqu'à présent peut être entière ment supprimé.
En outre, la forme de la bague permet d'emboîter des bagues de di mensions différentes les unes dans les au tres pendant le traitement thermique et d'ef- -fectuer ainsi une économie considérable. Cette possibilité d'emboîter les bagues réa lise également une économie dans l'emmaga sinage et le transport.
Dans certains cas, il peut être avanta geux de procéder, après le trempage de la bague, à un finissage mécanique de celle-ci tel qu'un meulage. Mais cette opération de finissage n'est pas indispensable, car la ba gué trempée est généralement d'un fini suf fisant pour ne pas l'exiger.
Ring for roller bearings and method for its manufacture. The present invention comprises a base for tapered roller bearings and a method for its manufacture. This ring is formed from a section of seamless metal tube, with conical internal and external surfaces, the tube section being tramped. The process for the manufacture of the ring has the peculiarity of taking a seamless cylindrical metal tube, cutting a section of tube from it, introducing it into a conical die and applying it. a conical punch to bring the section of tube by pressure to a desired conical shape, and then subjected to this section of conical tube a heat treatment to quench it.
In the attached drawing, given as an example: Fig. 1 is an end view of a cylindrical tube constituting the blank by means of which the rolling ring is formed: FIG. 2 is a side view of this tube, with dotted lines indicating the places where sections or sections must be cut out; Fig. 3 is a side view of one of these tube sections; Fig. 4 is a vertical section through a conical die, with a tube section in the position it first occupies in this die, and with a conical punch shown in side elevation and raised; Fig. 5 is a vertical section through the die, the punch and the tube section, showing the punch at the bottom of the pressure stroke; Fig. u is a section of a finished ring of uniform thickness thus obtained by pressure;
Fig. 7 is a vertical section through a variant of a ring in which the inclination of the internal surface is greater than that of the external surface.
Hitherto, the customary practice followed for the manufacture of cups for tapered roller bearings has consisted from a suitable blank, to pierce an opening therein and to work the internal surface thereof to form. desired, to quench it by an appropriate heat treatment, then to finish it with a grinding wheel. A usual result of heat treatment according to the old process was to warp or deform the bowl to such an extent that the grinding would remove considerable portions of the hardened surface; in fact, the deformation was sometimes so great that it required the disposal of the cuvette.
The process according to the invention is carried out for example in the following manner: A seamless metal tube A (fig. 1 and 2), of drawn steel, of circular transverse section is taken. Short sections of tube A1 are cut from this tube, each having approximately the length of the ring to be manufactured, or a little less. Both the internal surface and the external surface of these tube sections are made approximately cylindrical and concentric, by subjecting the latter to operations of boring from the inside and finishing from the outside so as to produce a wall of the tube. 'equal thickness everywhere.
To get the accuracy and concentricity of the internal surface inexpensively, it is preferable to ream the inside of the pipe sections to a diameter slightly smaller than required, and then to finish them simply by mandrelling them. in a press.
At this stage of manufacture, the section of tube A1 (fig. 3) is strictly a cylinder and the next operation consists in converting this cylinder into an exact conical ring, with conical inner and outer surfaces. We get there by a pressure operation. For this purpose, the cylindrical tube section A1 is forced at the end in a conical matrix C (fig.
4) whose active internal surface 1 is conical in shape and with a diameter ranging from a little more than the external diameter of the section of tube, at the top of the matrix, gradually decreasing to the bottom of the active surface of the die, the shape of which will determine that of the outer surface of the tube section On the piston D, which applies the pressure force to the upper end of the tube section is provided a tapered mandrel 3, which makes body with it and is disposed in axial alignment with the die and whose outer surface is that of a truncated cone determining the shape of the inner surface of the tube section.
When the tube section A1 is placed in the die and pressure is applied thereto by means of the pin D, this has the effect of pushing the tube section back into the die. This operation produces the tightening of the part of the tube section which comes into contact with the inner surface of the die so as to form the outer surface of the tube section to the inner surface of this die and, at the same time, the inner surface of the tube section is made to conform to the outer face of the mandrel 3 (fig. 5). The section of tube A2 thus shaped to form the ring to be manufactured is then released from the die by means of a suitable drift E.
When the surface of the man drin 3 has the same inclination as the internal surface of the die, as in figs. 4 and 5, this operation has the effect of converting the cylindrical tube section of uniform thickness into a conical tube section A2 of the required size and shape and of uniform thickness throughout, as shown in FIG. 6. But, if the inclination of the outer surface of the mandrel differs from the inclination of the inner surface of the die, the metal of the workpiece under pressure will be forced to fill the annular space between the mandrel. and the die, so as to transform the part into a section A3 (fig. 7), the internal surface of which corresponds to the inclination of the external surface of the handle and the external surface of which corresponds to the inclination of the internal surface of ma trice.
In either case, the inner and outer surfaces of the conical tube section are sufficiently precisely finished to make it unnecessary to work them further before quenching them. The tapered tube section is then ready for secondary or ancillary operations, such as rounding the inner edges and caranfering, or finishing, the ends.
The next phase consists in subjecting <B> c </B> tiii section of conical tube to any of the usual heat treatments to quench or harden it in order to obtain the desired hardened conical ring. As this conical tube section is circular in cross section and has a wall of equal thickness throughout, or a wall varying in thickness very gradually, it has little or no tendency to deform during processing. thermal so that it is hardly necessary to grind the hardened or hardened surface of the product. In other words, the grinding usually necessary up to now can be entirely omitted.
In addition, the shape of the ring makes it possible to fit rings of different dimensions into each other during the heat treatment and thus to effect considerable savings. This possibility of fitting the rings also saves money in storage and transport.
In certain cases, it may be advantageous to proceed, after the ring has been soaked, to a mechanical finishing of the latter such as grinding. But this finishing operation is not essential, because the soaked bath is generally of a sufficient finish not to require it.