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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.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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METHOD OF ASSEMBLY OF METAL ELEMENTS AND METHOD OF ASSEMBLY OF METAL ELEMENTS AND ASSEMBLIES RESULTING FROM THE APPLICATION OF; OE PROCESS.
The present invention relates to:
1 - a method of assembling metal elements characterized by the formation, by pressure molding, of a hoop, in plastic material, for fixing these elements relative to each other.
2 - the assemblies resulting from the application of this process.
3 - the equipment for implementing this process.
As a plastic material particularly suitable for carrying out the method defined above, the present
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The invention relates, in general, to the use of any plastic material, whatever its initial state: powder or fluid mass, which can be brought, by any suitable means by heating, for example, to a state allowing it to be molded under pressure; among the plastics particularly suitable for the application of the invention, those which can be injection-molded in the state of a fluid mass are to be particularly selected and, among these, by way of examples, Specifically, superpolyamides, superpolyesters, polyethylene terephthalate and cellulose acetate may be mentioned.
As molding processes applicable to the production of assemblies in accordance with those defined above, the present invention relates to the use of any process for the pressure molding of a plastic material; among these, 'it relates, most particularly, to the method of molding this band by injection of a plastic mass in the fluid state, the injection being followed by the setting of the mass.
The method of assembling metal elements, object of the present invention, has many advantages, among which the following should be noted!
1 it makes it possible to assemble metal parts in which: a) due to the relatively low temperature at which the pressure molding of the hoop is operated, the metal parts to be assembled are not subjected, during this molding, to any permanent deformation, so that after the molding of the auxiliary assembly part:
[alpha]) they always have the precise form and the precise dimensions under which they were established, (3) each of them retains all the qualities of its constituent material! molecular structure, hardness, resilience, mechanical strength, etc. b) the assembly obtained has all the required qualities of the latter and, in particular, resistance to external actions:
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mechanical, chemical and other, c) there is: c) a perfect solidarity of all the elements, this solidarity making impossible any relative displacement of these elements with respect to each other "ss) a perfect sealing of the set formed by the hoop and the metal elements.
2 it is easy to achieve.
3 it makes it possible to constitute, in several metal parts thus joined together, parts which, until now, have been established in one piece and to benefit from the advantages of various kinds resulting from the new constitution of these parts and, in particular, from machining advantages.
With regard to the advantages defined above, it should be pointed out that certain thermoplastic materials and, in particular, those which can be used in the fluid mass state which can be molded by injection under pressure, such as superpolyamides, superpolyesters and terephthalate of polyethylene, have a mechanical strength, a resilience, a resistance to chemical actions, a softening temperature and a coefficient of contraction on solidification which make their use particularly advantageous in the production of assemblies conforming to the invention;
on their solidification, these materials give rise, in their mass, to prestressing forces which hold the elements fixedly in position with respect to one another.
According to the present invention, again, to reinforce this fixity of the parts of the assembly with respect to each other. others, the periphery of each element of the assembly can be established with, at least, a housing for forming a key in one piece with the assembly hoop of these elements, this key thus blocking rotatably between them these elements of the assembly.
Various applications that can be made from the in-
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use of moldable plastics in the fluid state and by injection under pressure will now be described by way of example and it being understood that: a) the invention encompasses all other applications of these same plastics, according to the process defined above, b) all applications and methods of implementation of plastics other than plastics moldable in the fluid state and by injection under pressure.
1.- End-to-end assembly of two tubular parts.
According to a first mode of application of the present invention to the production of an assembly of two tubular parts, these parts are assembled to one another by establishing, at the end of each of them. they, in the thickness of its wall, on the external side thereof, a housing with a groove forming a hoop in thermoplastic material, this housing being open at the periphery of this tubular part, keeping these two juxtaposed parts with their housings in the extension of one another, by arranging a pressurized plastic injection sleeve on the assembly thus formed, by injecting the fluid plastic material under pressure into the chamber of single injection made up of the two juxtaposed housings, and, finally,
by removing the injection sleeve after the plastic has solidified.
This mode of implementation of the present invention is itself susceptible to various variants. As an indication, it may be indicated that:
1 the assembly hoop thus established may have! a) frustoconical facing faces, the cone tops of which are opposite, b) a threaded internal face.
2 the hoop can: a) be flush with the outer surface of the tubular parts to be assembled, or else,
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b) be set back on their external faces.
According to a second method of implementing the present invention, as before, its forging housing for forming the hoop is established at the end of each of the tubular parts and this housing is open on the end face of this part. in order to form, during the end-to-end assembly of the two tubular parts, a closed chamber for receiving the plastic material from which the band is formed, openings for injecting this material and for venting it being established radially at this effect in the ends of the two parts to be assembled;
these two parts are held end to end with their abovementioned housings facing each other and the plastic material is injected into the chamber forced by the two aforementioned housings, the assembly of the two parts being carried out after solidification of this material .
According to a third method of implementing the present invention, each of the tubular parts to be assembled is established with an end flange and on the assembly formed by these two flanges, during the juxtaposition of the two parts, an injection sleeve of the plastic material is mounted so as to form, between these parts and this sleeve, an annular injection chamber of the plastic material constituting the hoop; , this material is then injected into this chamber and the sleeve is removed after hardening.
II.- Assembly of three tubular parts.
In the case where the middle part has an outside diameter smaller than that of the end parts, the assembly is carried out, preferably, using a single hoop whose outside diameter is equal to the outside diameter of the end parts. .
In the case where the middle part has an outside diameter at least equal to that of the end parts, the assembly can be carried out using two hoops, each of these hoops assembling one of the two end parts to the part. median.
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III.- Double thrust ball bearing.
According to the present invention, a double thrust ball bearing consists of a single inner ring and two outer rings, each with a single thrust, mounted against each other and assembled to each other by an anchored ring. in each of them and flush with their exterior surface, and finally by two rows of balls mounted between these two rings s.
In such a bearing, on the inner ring, the abutments of the two rows of balls can be: a) opposite to each other and, then, the hoop is preferably outside the outer ring, b) opposite the 'one from the other and, then, preferably, the two metal elements constituting the outer ring are, after the assembly of the balls, separated from one another and kept in this position for the casting of the hoop. , an auxiliary ring with an outer diameter equal to the inner diameter of the stops and an inner diameter greater than that of the inner ring of the bearing having been threaded into the outer ring of the bearing before mounting the second row of balls.
According to the present invention, again, in a bearing of the type defined above, this auxiliary ring is provided, on the outside, with a groove into which the plastic material forming the hoop penetrates during the molding of the latter. , by blocking, azially, said ring immediately after solidification of the hoop.
IV. - Blind hole assembly.
The invention is also applicable to the production of blind hole assemblies for various uses, for example, for receiving a journal.
According to the present invention, a part with a blind hole is formed of a tubular part closed, at one of its ends, by a flat disc assembled to this part by a fret'te en.
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plastic material molded under pressure on this tubular part and this disc. This disc may be a simple washer with a diameter smaller than that of the tube to allow the formation of the band; in this case, the resulting blind hole part is directly usable for receiving a journal.
In addition, from the side of its free face, the forming disc of this blind hole can be established with a diameter smaller than that of its opposite face applied against the tubular part; moreover., the thickness of this base is greater than the thickness of the part of the hoop which is between the internal face of this base and the free external flat face of this hoop, to allow centering of this disc in the casting mold relative to this tubular part and the formation of a rim on the hoop.
A blind hole part according to the invention can also be established to receive a needle bearing, in this case, the internal face of the disc constituting the bottom, is established with a groove for receiving the ends of the needles.
According to the present invention, also, a blind hole part can be established with a view to its assembly with a sleeve intended to receive it; that case:
1 the whole piece with blind hole and sleeve can be established in such a way that the hoop itself constitutes the member for connecting to the sleeve; then, the hoop is embedded in a housing established in the two constituent elements of the blind hole and the sleeve.
2 the component part of the bottom of the blind hole is established with elements for assembly to the sleeve and the hoop is embedded in the components of the blind hole part.
The method, object of the present invention, is also applicable to the establishment of blind hole parts with a splined bore intended to receive a sliding part whose section corresponds to that of this splined bore and which can be used, for example, in telescopic shafts. ; to date, the
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pieces with a fluted blind hole of this kind were formed using two metal elements with formation of a lip on the tubular element and crimping of this lip on the bottom constituting the other element; according to the present invention, such parts with a fluted blind hole are formed using a metallic tubular element and a metallic base assembled by a plastic hoop.
This fret can be
1 embedded in an internal groove formed in the tube and established with a receiving range of said bottom constituted by a frustoconical washer.
2 outside the tube, then established with an external groove, and at the bottom applied against said tube.
In the latter case, this base can be: a) either flat, b) or in the form of a bowl for receiving a reserve lubricating mass.
V.- Shouldered ring bearings and cylindrical rolling elements.
The present invention also relates to a method of establishing bearings with a shouldered ring and cylindrical rolling elements, characterized in that the shouldered ring is made in three metal parts assembled by plastic shrinking. These bearings can be established, either with a single hoop forming a sleeve surrounding the three metal parts and terminated at each of its ends by a flange engaged with the corresponding extreme metal ring, or by two frets, each of these frets. assembling the central body to, one of the extreme metal parts.
VI.- Tapered roller bearings.-
As another example of application of the invention, mention should also be made of = bearings with tapered rollers.
A tapered roller bearing according to the present invention is characterized in that at least one of
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its rings are made of two metal parts assembled by a plastic band.
The invention therefore encompasses tapered roller bearings exhibiting at least one of the following characteristics: a) the inner ring is formed of two coaxial metal elements assembled end to end by a plastic ring, this ring being, of preferably, embedded in the two metallic elements, b) the outer ring is formed from two coaxial metallic elements:
the usual conical ring and a coaxial stopper for retaining the inner part of the bearing and these two elements are assembled against each other by a plastic hoop which is, preferably, outside these two elements
The manufacture of the metal elements of the inner rings of the type defined above is much faster and easier than those of current rings and it requires only current precision machines, with high efficiency and, that, for obtaining bearings established with the same dimensional accuracy as current taper roller bearings. The manufacture of the metal elements of the outer rings of the type defined above also requires only routine and high efficiency machining.
Vile- material for implementing the process.-
Of course, the subject of the present invention is also the equipment for implementing the method defined above and its variant embodiments and, in particular, the molds established for forming the plastic hoop.
VIII. - Assemblies resulting from the application of the; process.
Of course, the present invention also relates to the assemblies resulting from the application of the method. above defined and its variant embodiments and, as such, it more particularly includes:
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1 assemblies of tubular parts,
2 double thrust ball bearings,
3 blind hole assemblies,
4 bearings with cylindrical rolling elements and shouldered rings,
5 tapered roller bearings, of the types described above *
The accompanying drawings, given by way of examples, and which cannot in any way limit the scope of the present invention, show various embodiments of the method defined above and of assemblies carried out at the same time. using this process.
In these drawings:
Fig.l is an axial longitudinal section made through an assembly of two tubular parts and the mold for forming the plastic friction joint of these two parts.
Fig.2 is a section similar to the previous one of the same assembled parts, the mold removed, this section taken along line II-II of Fig.3.
Fig. 3 is a cross section of the assembly of Fig.2, this section being taken along line III-III of this figure and showing the rotary locking keys of the two parts of the assembly.
Fig.4 is a section through an assembly of two tubular parts similar to the previous ones and in which the hoop is established with frustoconical faces located opposite one another.
Fig. 5 is an axial longitudinal section made through an assembly of two tubular parts comprising a;:, hoop with a V-shaped radial section.
The Fin. 6 is an axial longitudinal section of an assembly of two tubular parts similar to the previous one and in which the hoop has a radial section in W.
Fig. 7 is an axial longitudinal section of an assembly
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bage of two tubular parts in which the hoop is provided with multiple grooves on its internal face.
FIG. 8 shows the longitudinal section of an assembly of two tubular parts using a plastic friction tool, the outer faces of these tubular parts being removed, the casting mold of this hoop being in place.
Fig.9 shows, in axial longitudinal section, the two parts of the previous assembly assembled, the mold removed.
Fig. 10 shows the longitudinal section of an assembly of two tubular parts comprising a completely embedded plastic hoop.
FIG. 11 is an axial longitudinal section of an assembly of two parts, each terminated by a flange and of the injection mold of the connecting hoop of these two parts.
Fig. 12 is an axial longitudinal section of the assembly of the two parts of Fig. 11 with the injection mold removed.
Fig. 13 is an axial longitudinal section of a butt connection of three tubular parts in which the middle part has an outer diameter smaller than that of the end parts and a single hoop with an outer diameter equal to that of the end parts connects the three parts.
Fig. 14 is an axial longitudinal section of another assembly, end to end, of three tubular parts in which the middle part has an outside diameter greater than that of the end parts and two embedded plastic hoops assemble the three parts two by two .
Fig. 15 is an axial longitudinal section of a double thrust ball bearing comprising an inner ring with two opposite shoulders and an outer ring, with shoulders facing each other, formed of two metal rings assembled end end with a plastic band,
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Fig. 16 is a section. axial longitudinal axis of another double thrust ball bearing comprising an inner ring with two opposite shoulders and an outer ring, with opposite shoulders, formed of two metal rings arranged coaxially and assembled using a plastic band injected between them and on a sleeve internal to the said rings.
Figs. 17, 18 and 19 relate to three variants of Fig. 16.
Fig. 20 is an axial longitudinal section of a piece with a known type of blind hole.
Fig.21 is an axial longitudinal section of a blind hole part according to the invention formed of a tube and a bottom assembled to each other by a plastic hoop.
Fig. 22 relates to a variant of Fig. 21.
Fig.23 shows in axial longitudinal section the mold for forming the part of Fig.22.
Fig. 24 is an axial longitudinal section of a blind hole part according to the invention and mounted in a sleeve, the two metal elements constituting the blind hole and this sleeve being permanently assembled by a single plastic hoop embedded in three rooms.
FIG. 25 is, also, an axial longitudinal section of a part with a blind hole according to the invention and removably mounted in a sleeve.
FIG. 26 shows, in axial longitudinal section, the first phase of a known method of forming by crimping, a piece with a blind hole of the type called: "sliding sleeve".
Fig. 27, similar to Fig. 26, shows the final phase of forming, by known crimping, of this blind hole part.
Fig. 28 shows, in axial longitudinal section, a part with a blind hole according to the invention, equivalent to that
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of Fig. 27 and made up of a tubular part and a bottom assembled using a sunken plastic hoop.
Fig. 29 shows, in axial longitudinal section, a variant of the blind hole part of Fig. 28, a variant according to which the plastic band is entirely visible.
Fig. 30 shows, in axial longitudinal section, a part with a blind hole differing from that of Fig. 2 in that the bottom assembled to the tubular part is constituted by a bowl,
Fig. 31 shows, in axial longitudinal section, a known ring with two shoulders facing a bearing with cylindrical rolling elements.
Fig.32 shows, in axial longitudinal section, a ring according to the invention capable of replacing that of Figo31, this ring being formed of three metallioues places assembled by a fully visible plastic band.
Fig. 33 shows, in axial longitudinal section, a ring formed, like the previous one, of three metal parts, but these being assembled two by two using two plastic hoops flush with the assembled parts.
Fig. 34 shows, in axial longitudinal section, the mold for forming the hoops of the ring of Fig. 33.
Fig. 35 shows, in axial longitudinal section, an internal bearing race, with conical rollers of known type.
Fig. 36 shows, in axial longitudinal section, the outer ring of the same known bearing.
Fig. 37 shows, in axial longitudinal section, this same complete bearing.
Fig. 38 shows, in axial longitudinal section, an internal ring according to the invention intended to be substituted for the ring of Fig. 35, this ring being formed of two metal parts assembled by a sunken plastic hoop.
Fig. 39 shows, in axial longitudinal section,
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an outer ring in accordance with the invention and intended to replace the outer ring of FIG. 36, this ring being formed of two metal parts assembled by a plastic band.
Fig. 40 shows, in axial longitudinal section, the tapered roller bearing formed using the rings of Figs. 3 and 39.
In these various figures, the same reference signs designate the same elements.
In the examples shown in the drawings, as well as in the description of the figures, due to the simplicity of the injection molds required in each case, only a few molds have been shown and described; these examples are sufficient to show that in other cases the production of the mold, when there is one, presents me with no difficulty for the technician.
I.- Assembly of two tubular pieces.
Fig.l, a and b are the two parts to be assembled; here, these parts are identical to each other and tubular; cross section is either circular; either polygonal; the first a has been previously turned to form a housing 1 for casting the assembly hoop of the two parts to be assembled and the second b has been machined in a similar manner to form the housing similar to the previous one.
Each of these housings has two diameters d and D, the last of which is adjacent to the end of the corresponding metal part, so as to form grooves 3 and for receiving the plastic material and to leave, in each of these parts, a collar 5-6 for anchoring or hooking these parts with the hoop f when the latter is produced.
On the assembly formed by these two juxtaposed parts and b and thus machined, a mold consisting of a sleeve 7, possibly in several parts, enclosing these parts is mounted opposite the housings 1 and 2; this mold is provided with a
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tubing $; this tubing is connected to a source of plastics material in the moldable state and under pressure, a source of a superpolyamide, for example. When the injection of this material has been carried out in the chamber formed by the housings 1 and 2, after solidification of the plastic material, a hoop f is formed in this chamber; then, the mold 7 is removed and the assembly shown in section Fig.2 is obtained.
Thanks to the plastic hoop thus established, the two metal parts a and b are fixedly assembled to one another, because, on solidification of the plastic material, due to the contraction undergone by the latter , radial pre-stress forces have been created in the hoop which is, thus, energetically pressed against elements a and b; furthermore, other prestressing forces, these perpendicular to its facing plane faces 9 and 10, therefore parallel to the axis xx, firmly apply the same elements one against the other by their collars 5 -6.
This pressure of application of the elements against each other can be increased by giving (Fig.4) a trapezoidal section to the collars 5 and 6, so that the facing faces 9 and 10 of these collars are conical; in this case, in fact, the pressures exerted by the plastic material, perpendicular to the conical faces of these collars, give rise to components parallel to the axis xx which considerably reinforce the pressures exerted by the parts a and b one against the other.
To further increase the solidarity of these two places and make it impossible to rotate one with respect to the other around their common axis x-x, unevenness can be provided at the periphery of parts a and b facing the hoop; thus, for example, at the right of the hoop, parts a and b could be knurled around their perimeter or part of it, or else, these parts can be established (Fig. 3)
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with depressions 11 allowing, during injection, the formation of keys 12 on the hoop and in one piece therewith.
Fig. 5, the hoop f has a V-shaped radial section.
Fig. 6, the hoop f has a W-shaped section.
The hoop can also have a rectangular radial section, the internal face of which is provided, not with a single collar for anchoring in each part, but with a series of projections and depressions which ensure a firm anchoring thereof. in each of the rooms (Fig. 7); such protrusions and depressions can be constituted very simply, for example, by a series of screw threads 13 which create, in each of the parts 1 and 2, sections of two distinct diameters d and D which ensure the anchoring of the fret f with these two parts.
These screw threads have the advantage of making the keys 11 superfluous, because they oppose any rotation, in one direction, of one of the tubular parts with respect to the other.
The fret can:
1 be flush with the outer surface of the tubes at 15 (Figs. 2 to 7) or else,
2 be recessed on their external faces, the assembly of the mold 7 on the parts a and b then being carried out as shown in FIG. 8, FIG. 9 showing the assembly completed, after removal from the mold.
3 be embedded in the ends of the tubes, in which case no injection mold is necessary, the injection being made through a radial hole 18 (Fig.lO) connected to the source of plastic material under pressure and the eventual ejection of the air contained in the chamber through a second vent hole 19. 4 be fully protruding on flanges 16-17 in one piece with the ends of the tubes, Fig.ll showing the
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molding of this hoop and Fig. 12, assembly completed and mold removed.
II.- Assembly of three tubular parts.-
Figs. 13 and 14 show assemblies of three pieces a, b, c, tubular, of the same internal cross section.
Fig. 13, the middle part c has an outside diameter smaller than that of the end parts a and b and the assembly is carried out using a single hoop f; here, the outside diameter of this hoop is equal to the outside diameter of the end pieces a and b.
Fig. 14, the middle part has an outer diameter greater than that of the end parts a and b and the assembly is carried out using two frets f 'and f' ', each of these frets assembling two of these three parts ; the same provision would also be applicable in the event that this middle part has an outside diameter equal to that of the other two s.
III.-Double-stop ball bearing.- Fig. 15 shows the application of the invention to the production of a double-stop ball bearing, each of which consists of balls 20, a single inner ring a with two opposite shoulders and two outer rings b ', b ", each with a single stop, 21' for one of the rings, 21 '' for the other; these rings are mounted against each other and assembled - Wheats to each other, like the two tubes of Figure 1, by a hoop f anchored in each of them and flush with their outer face.
The stops 21 'and 21 "of the two rings b' and b '' constituting the outer ring are opposite one another in the bearing.
Figs. 16 to 19 show other double thrust bearings different from that of Fig. 15 by the fact that the two rings b 'and b ", constituting the outer ring, have their
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stops 21 'and 21 "opposite to each other and, in each of these finished bearings, these rings are not in contact with each other, but separated from each other by a distance d by a diaphragm in one piece with the hoop; the establishment of this bearing involves the following operations:
the mounting of a first row of balls between the inner ring a and one of the outer rings b ', for example, the threading of a sleeve 22 in the outer ring, this sleeve having an outer diameter equal to the inner diameter of this outer ring and an inner diameter greater than the outer diameter of the inner ring ,, the threading of the second outer ring b "on the sleeve 22 and against the first ring h ', the mounting of the second row of balls 20, then the spacing of the two outer rings b 'and b ", the mounting thereon of the injection mold of the hoop, the injection into this mold of the plastic material constituting the hoop and, finally, once this solidified material, removal from the mold.
Preferably, an annular groove 23 is hollowed out at the periphery of the sleeve 22; in this way, during the casting of the hoop f, this groove 23 is filled with plastic material which forms / body with this hoop and opposes any axial sliding of said ring 22 during operation of the bearing.
A double thrust bearing and plastic shroud in accordance with the invention can be produced without resorting to high precision machinery; in addition, the axial preload in the bearing can be any desired value as this depends on: a) the injection pressure and the side surface of the outer rings, b) the shrinkage of the plastic material and the thickness given to this material.
Now, the section of the hoop can be set as desired. So:
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Fig. 17, this hoop has a trapezoidal radial section at f3, Fig. 18, the hoop has a large thickness in the direction of the axis and at f3 a relatively small dimension in the radial direction,
Fig.19, the hoop has a radial section in opposition to the previous one, that is to say has, at f 3, a very reduced thickness in the direction of the axis and a relatively large dimension in the radial direction.
By these examples, it is obvious that the invention makes it possible to produce thrust bearings meeting the most diverse operating conditions.
IV.-Blind hole assembly.-
Fig.20 shows a single piece of known type of this type formed of a tubular part 24 and a base and intended to receive a needle bearing. In this part, an annular depression 26 has been dug in the bottom 25 for the reception of the ends of the needles and an excavation 27 of a diameter greater than that of the bore of the hole and adjoining this depression 26 is formed for reasons machining.
The machining and grinding of such a part to its precise working dimensions requires multiple operations which are lengthy and can only be done with machines having specific characteristics and reduced production.
The invention makes it possible to produce a part with a blind hole, similar to the preceding one, capable of fulfilling the same function as the latter and which, instead of being in a single metal part, is formed, as shown in FIG. Fig.21., Of two metal parts, namely, a tubular part a and a flat disc b assembled by a hoop f of plastic material cast under pressure on the whole. The machining of each of the two parts a and b is quick and easy and does not require a special machine.
In the blind hole part thus obtained, a journal 28 can be mounted directly.
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All the operations for performing a blind hole part in accordance with the invention are therefore simple, quick and easy, save considerable time and only require machines of standard characteristics for obtaining hole parts. blind, all dimensions of which are as precise as those of a one-piece blind hole part which can only be machined with special tools.
Fig 22, the blind hole shown, established in accordance with the invention, is intended to receive a needle bearing; for this purpose, its base b is established with a depression 36 for receiving the ends of the needles / Se this bearing.
In addition, the thickness E of the disc constituting this bottom b is greater than the thickness e of the part of the hoop f which covers this bottom and the diameter dss of this side 29 of the bottom is less than the diameter D [alpha ] on the opposite side 29 ', to allow centering of this disc b in the casting mold with respect to the tubular part a and the formation of the rim 30 of the hoop f.
Under these conditions, the assembly of the two parts a and b in the injection mold 31 can be very rapid, as can the pressure casting of the hoop.
The casting mold of such a hoop is very simple, as shown in Fig. 23. This mold is constituted, solely, by a cap 31 covering the parts.! and b, this cap being established with a central depression 32 for receiving and centering the bottom b. 31 'and 31 "represent the axial channel and the radiating channels for injecting the plastic material from which the band is formed. f.
The bottom b of a blind hole part conforming to the invention can, additionally, be established with a central depression 33 on its internal face and a central depression 34 on its opposite face in order to simplify the plane grinding of said faces.
Fig. 24 shows another established blind hole part
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in accordance with the invention and, like the predecessor, using two metal parts a and b and a plastic hoop f. Here, this piece with a blind hole is assembled to a member 34, in the form of a sleeve, intended to receive it; the assembly is carried out by the hoop f itself which straddles the three elements a, b, 34 of the assembly and completely embedded in this assembly. Injection 35 and vent 36 holes 2 may be formed in sleeve 34 to facilitate injection.
Fig. 25 shows an arrangement similar to that of Fig. 24 and differs from it only by the arrangement of the hoop 1 of plastic material, here, embedded in the sleeve a and the bottom b, the outer sleeve 34 being assembled to the bottom b by means of bolts 37 passing through this bottom b, which, for this purpose, has a diameter equal to the outer diameter of the sleeve. In this assembly, the injection holes of the plastic material constituting the hoop can be established in the bottom b; for clarity, they have not been shown in Fig. 25.
Apart from the known blind hole parts established in one piece like that of the previous Fig.20, there are also blind hole parts (Fi.g.26) intended to receive sliding shafts; cespièces sometimes called "sliding sleeves" are established in two parts and comprise a fluted tubular part a whose cross-section is shown in this same figure in dotted lines, in folding, along the line x-x of the same figure;
the tubular part a is terminated internally by a stop
38 for receiving the bottom b formed by a simple disc b and, on the outside, by a lip 39, thinned at its end, which protrudes on said bottom and which, once the latter is in place, is then crimped on this base (Fig. 27) to secure the latter.
These known blind hole parts, horn it has been said, under the name of "sliding sleeve" are used, for example, in universal joints of motor vehicles.
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For broaching, it is absolutely necessary to "unblock"; otherwise, mortising must be carried out, which is practically impossible for long pieces. Sealing can be achieved by expanding plugs, but the axial strength of such systems is not high and a slight excess of lubrication causes the bottom b to be expelled during operation, hence the need of the crimping described with reference to Figures 26 and 27.
The present invention makes it possible to replace these assemblies by crimping, assemblies with high resistance to axial thrusts and formed, like that of FIG. 28, of a tubular part established, as previously, with a face 36 of the abutment of the bottom b, and with a groove 39 for injecting a frustoconical hoop f in plastic material for assembling these two parts; here, this band is frustoconical and its face which is applied against the stop 38 is larger than its free opposite face 40 so that it is perfectly anchored in the assembly.
Fig. 29 shows a variant of the previous arrangement according to which parts a and b are assembled to each other by an outer hoop f anchored in part a and covering part b in a manner similar to the one shown in Fig. 22.
Fig. 30, the bottom ± fitted against the tubular part a is no longer a flat disc, but a stamped cup which serves as a capacity for receiving a reserve lubricating mass.
V.- Shouldered ring bearings and cylindrical rolling elements.
Fig. 31 shows a customary one-piece rolling ring with cylindrical rolling elements; this ring is established with two end shoulders 42, 43; its machining is long and requires the formation of grooves 44 and 45 which can be connected to grooves 26 for receiving the ends of the rolling elements, for example needles; it requires the use of precision and low production machines.
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According to the present invention, a rolling ring with cylindrical rolling elements, similar to the previous one, is made in three metal parts assembled by plastic shrinking.
Figs.32 and 33 show two embodiments of rings of this kind according to the invention; of the rings of these figures is formed using three metal parts; a cylindrical body a and two bottoms b1 and b2.
Fig. 32, the plastic assembly hooping of these three parts is formed by a hoop! constituted by a sleeve surrounding these three parts and terminated, at each of its ends, by a rim flush with the external face of the corresponding base.
Fig. 33, the ring comprises two rubbers f1 and f, in plastic material, each of which assembles the body with one of the bases, in a manner similar to that indicated for previous assemblies.
Of course, and as shown in Figures 32 and 33, these bearings may, where appropriate, be established, with, at each end, a needle retaining groove similar to the groove 26 of Figure 22.
Fig. 34 shows a closed mold which allows the manufacture of a bearing ring conforming to that of Fig. 32; this mold is simply constituted by an envelope 46 for receiving the three metal parts a, b1, b2 and a side part 47 of wedge-shaped section, this envelope and this part taking place in a block 48 established with a cavity 49 for receiving all. In this figure, 46 'and 46' 'represent the central channel and the adjoining channels for injecting the plastic mass forming the hoop.
VI.- Tapered roller bearings.-
As another example of application of the method forming the object of the invention, the manufacture of a bearing with tapered rollers will be given.
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Fig. 35 shows the inner ring 50 of a tapered roller bearing, the outer ring 51 of which is shown in Fig. 36, the whole of this bearing being shown in Fig. 37 with its tapered rollers 52 and their cage. retainer 52 '.
Precise machining of the inner ring 50 takes a long time and requires special machines with low efficiency.
According to the invention, these rings and bearing are replaced, respectively, the rings and the bearing of Figs.38,39,40; each of these rings is formed by two metal parts assembled by a plastic band; metal parts a1 and bl and hoop f1 for the inner ring; metal parts a2 and b2 and hoop f2 for the outer ring.
As has been stated, the manufacture of the rings of Figure 38 is much faster and easier than that of the current rings 50 of Figure 35 and requires only current precision machines, with high efficiency and that, for the '' obtaining bearings established with the same dimensional accuracy as current tapered roller bearings.
On the other hand, the manufacture of the rings of figure 39 is also quick and easy and these rings have the advantage of avoiding the separation of the bearing into two parts, during handling, namely, on the one hand, the inner ring and its rollers 52, on the other hand, the outer ring.
As has been said, the above-described applications of the process which is the subject of the present invention are given only as examples; they cannot in any way limit its scope.
VII.- Equipment for implementing the process.-
As has been said, the present invention also encompasses the equipment used for the production of the assemblies defined above; it therefore encompasses the molds established for the casting of the plastic material and the installations necessary for the production of these assemblies.
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VIII.- Assemblies resulting from the application of the process.
Finally, it has also been said that the present invention also encompasses the assemblies resulting from the application of the method, object of the invention, as well as its variant embodiments; it therefore includes, inter alia, all the assemblies described above and shown in the drawings, namely:
1 los assemblies of tubular parts,
2 double thrust ball bearings,
3 blind hole assemblies,
4 bearings with cylindrical rolling elements and shouldered rings.
5 tapered roller bearings, of the types previously described.
CLAIMS
1.- A method of assembling metal elements characterized by the formation, by pressure molding, of a hoop, in plastic material, for fixing these elements relative to each other.
2. A method according to that defined in claim 1, characterized in that the plastic material constituting the hoop is taken in the powder state and treated under pressure to form the hoop.
3. - Method according to that defined in claim 1, characterized in that the plastic material constituting the hoop is taken in the state of a fluid mass and forced by injection to form the hoop.
4. A method according to that defined in claim 3, characterized in that the fluid plastic material used consists of a superpolyamide.
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