CH349457A - Procédé pour l'obtention d'un ensemble mécanique et ensemble mécanique obtenu au moyen de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé pour l'obtention d'un ensemble     mécanique     et ensemble mécanique obtenu au moyen de ce procédé    La présente invention a pour objet un     procédé     pour l'obtention d'un ensemble mécanique compor  tant un     coussinet    de     tourillonnement,    pourvu de  moyens de butée axiale, monté dans un logement  ménagé dans une     pièce    externe autour d'un touril  lon dont l'ajustement axial par rapport à cette     pièce     doit être assuré avec une tolérance très faible.

   C'est  le cas notamment: des. dispositifs d'articulation  universelle du type à la Cardan dans. lesquels. les  quatre branches formant tourillons d'un croisillon  sont montées par l'intermédiaire de quatre coussi  nets, à éléments mobiles de roulement ou garnitures  antifriction et à moyens de butée axiale rapportés  ou non, dans les extrémités dénommées   mâchoi  res   de ces. deux pièces rotatives dont les axes  doivent, surtout aux grandes vitesses de rotation,  concourir, avec une tolérance de quelques centièmes  de millimètre.  



  Pour assurer l'ajustement axial correct de la  pièce externe par rapport au tourillon par l'inter  médiaire du coussinet, il faut assurer une première  butée, directe ou indirecte, du coussinet sur le tou  rillon, par exemple sur sa tranche d'extrémité, puis  une deuxième butée de même sens de la     pièce     externe sur ce coussinet.  



  Or, en raison des tolérances     normales    de fabri  cation en série des différentes pièces, tolérances qui  s'ajoutent au montage, pour la position correcte  relative du tourillon et de la pièce externe, le cous  sinet, en butée axiale contre le tourillon, occupe,  à l'intérieur de son logement, une position variable  d'un ensemble à l'autre.

      En raison de     cet    état de fait, on a dû recourir  jusqu'ici à des, moyens peu pratiques et d'une     mise     en     oeuvre    plus ou moins     difficile,    pour assurer un  ajustement axial prédéterminé entre la pièce externe  et le     coussinet,    du     moins    chaque fois que les tolé  rances imposées dans les positions relatives de cette       pièce    et du coussinet sont très réduites et doivent  être strictement respectées, comme c'est le cas       notamment    pour la transmission à grande vitesse de  rotation.  



  Le procédé objet de l'invention permet le mon  tage précis d'un coussinet de     tourillonnement    et  d'ajustement axial dans le logement d'une pièce  externe autour d'un tourillon     qui    doit occuper une  position axiale rigoureuse par rapport à cette pièce.  



  Ce procédé consiste à tailler au moins une sur  face d'appui dans une portion de la paroi du loge  ment située à une certaine distance axiale de la por  tion qui recevra le coussinet, à engager ce coussinet  dans     ce    logement autour et en butée axiale sur ce  tourillon     prélablement    engagé dans ledit logement  et, tandis que ce tourillon et cette pièce sont main  tenus dans leurs positions relatives définitives, à  immobiliser le coussinet dans ledit logement en  arc-boutant par une déformation permanente au  moins une entretoise entre ladite surface d'appui et  le coussinet.  



  Dans une mise en     oeuvre    particulière, cette dé  formation     permanente    peut être assurée -notamment  par un laminage ou opération analogue d'allonge  ment d'une partie de cette entretoise ou encore par  un déroulement à la demande d'une ou plusieurs  parties incurvées ou repliées de l'entretoise.      Du fait de la butée axiale du coussinet sur le       tourillon,    l'ensemble ainsi obtenu ne     comporte    pas  de jeu axial.  



  Dans une autre mise en     oeuvre    particulière du  procédé, un jeu axial prédéterminé peut être obtenu  en soumettant, pendant l'opération d'arc-boutement  de l'entretoise, la pièce     externe    et/ou le tourillon à  une     déformation    temporaire qui, par sa cessation  après l'arc-boutement, donne automatiquement nais  sance au jeu désiré.  



       L'invention    comprend en outre un ensemble  mécanique obtenu au moyen du procédé ci-dessus.  Le dessin annexé     représente,    à titre d'exemple,  diverses formes d'exécution de l'ensemble mécani  que que     comprend        l'invention    et illustre quelques  mises en     oeuvre    du procédé que comprend égale  ment l'invention.  



  La     fig.    1. représente, en coupe longitudinale  diamétrale, partielle et à un     premier    stade du mon  tage, une première forme d'exécution d'un ensem  ble formé d'un tourillon, d'une     pièce    externe et d'un  roulement à coussinet et éléments mobiles à immo  biliser entre eux.  



  La     fig.    2 est une vue analogue, à un autre  stade du montage.  



  La     fig.    3 est une vue     partielle    à un stade sui  vant.  



  La     fig.    4 représente la première forme d'exécu  tion de l'ensemble.  



  Les     fig.    5 à 7 sont des coupes     partielles    mon  trant des     variantes    d'entretoises d'arc-boutement.  La     fig.    8 est une vue en élévation avec coupes       partielles    montrant, d'une manière très schématique,       un        appareillage    pour la réalisation d'un ensemble  constituant un joint de cardan.    Les     fig.    9 et 10 représentent schématiquement  deux autres     formes    d'exécution de l'ensemble.

      Les     fig.    1 à 4 représentent une première forme  d'exécution de l'ensemble illustrant le montage d'un  roulement R dans le logement 1 d'une pièce externe  P autour d'un tourillon T d'axe longitudinal A - A.  Cette pièce P, qui doit osciller ou tourner par rap  port au tourillon autour" dudit axe, doit occuper une  position très précise le long de l'axe dudit     tourillon,          quelles    que soient les diverses tolérances relative  ment larges rendues nécessaires par une fabrication       en        série    des diverses parties de l'ensemble.

       Cette     position précise est définie, par exemple, par la  condition qu'une droite de référence telle que B - B  liée à la pièce P coupe l'axe A - A en un point O,  avec une     tolérance    très faible, de l'ordre de quel  ques centièmes de     millimètre.     



  Le roulement R peut être d'un type quelconque,  - et notamment du type à aiguilles 2 (ou rouleaux)  destinées à rouler avec un très léger jeu radial sur    la surface externe 3 du tourillon et sur la surface  interne 4 du coussinet 5 de ce roulement - sous la  seule     réserve    que ce coussinet permette un contact  axial de butée, direct ou indirect, entre ledit cous  sinet et le tourillon T.  



  Dans la forme d'exécution représentée, ce contact  est direct, le     coussinet    comportant un fond 6 qui  bute, par sa surface interne 7, sur la tranche d'ex  trémité 8 du tourillon.  



  Le problème consiste à assurer à son tour un  contact axial de butée, dans le même sens, entre la  pièce P et le coussinet 5, de manière qu'en défini  tive et quelles que soient les tolérances d'une fabri  cation en série des divers éléments, la pièce P  d'une part, occupe par rapport au tourillon T  la position requise (ligne B - B passant par  le point O) ;  et, d'autre     part,    cette pièce P bute     axialement     par l'intermédiaire du coussinet 5 sur le tou  rillon T, soit sans jeu, soit avec un très fai  ble jeu prédéterminé dans d'étroites tolé  rances.    Le montage est effectué de la manière suivante.

    On ménage d'abord dans le logement 1 de la  pièce P une surface périphérique d'appui 9, tournée  vers l'extrémité du logement 1 par laquelle le touril  lon T est destiné à pénétrer dans ce logement. Dans  la forme d'exécution représentée, cette surface est  tronconique, d'angle au sommet d'environ     45,1.    Elle  est obtenue en pratiquant dans la paroi du loge  ment une gorge continue 10.

   La position de cette  surface 9 est telle que sa distance à l'arête périphé  rique 11 de la face externe 12 du fond du coussinet  6 est égale à une     certaine    valeur minimum (a) dans  le cas extrême où, les pièces étant dans la position  normale de montage représentée sur la     fig.    1, les       dimensions    axiales de ces pièces correspondent aux  cotes rigoureuses augmentées des valeurs maxima  des tolérances de fabrication admises et, éventuelle  ment, du ou des. légers jeux axiaux désirés.  



  La gorge 10     effectuée,    on engage le roulement  R dans le logement 1 autour et en butée axiale sur  le tourillon T préalablement engagé dans ce loge  ment. De préférence, l'engagement du roulement  dans le logement est fait à emmanchement serré et,  en tout cas, de manière que les positions relatives  axiales désirées du tourillon T et de la pièce P  soient obtenues.  



  La surface d'appui 9 dans le logement 1 se  trouve donc alors à une distance effective al de  l'arête 11 et cette distance est égale ou supérieure  à la valeur minimum précitée (a), suivant les cotes  des divers éléments à l'intérieur des tolérances pré-    vues.  Sur la surface 12 on pose ensuite une pièce E,  destinée à constituer une entretoise d'arc-boutement  entre la surface 9 et le coussinet 5. Cette entre  toise est en un matériau ductile, au moins sur le  bord, mais résistant, tel que l'acier non durci, le           bronze,    le laiton, l'aluminium, le cuivre,     ete...    Elle  affecte la forme d'une cuvette.

   Son fond 13 com  porte une surface externe 14, compatible avec la  face 12 du coussinet, de manière que ces surfaces  14 et 12 soient en contact, sinon sur toute leur sur  face, comme représenté, tout au moins dans une  zone périphérique. Quant à son rebord 15, il a une  hauteur axiale     a2    inférieure à la valeur (a) précitée,  de telle sorte que     a2    sera toujours inférieur à la dis  tance al     (fig.    2).  



  La dernière opération, alors que les pièces sont  toujours maintenues dans la même position,     consiste     à déformer le rebord 15 de la cuvette de manière  à le soumettre  d'une part, à une expansion radiale permanente,  progressive vers l'extérieur comme repré  senté en     15d    sur la     fig.    3, où sa tranche  plane 16 de départ     (fig.    2) a pris une forme  tronconique     1611,    mais est à une distance  <I>al -</I>     a2    de la surface d'appui 9, variable sui  vant les diverses tolérances d'usinage ;

    et, d'autre part, à un laminage provoquant un  allongement permanent de ce bord pour  l'arc-bouter     finalement    entre les surfaces 9  et 12     (fig.    4).  



  En fait, les deux opérations d'expansion et de  laminage supposées consécutives sur les     fig.    3 et 4  pour la     simplicité    du dessin sont plus ou moins  simultanées car elles sont réalisées, de préférence, à  l'aide d'une molette rotative de     dudgeonnage    17 que  l'on appuie     radialement    contre la surface interne  18 du bord à     déformer    en en déplaçant en même  temps l'arête inférieure active 19 à la fois le long  des génératrices de cette surface et sur tout son  pourtour.  



  Le procédé appliqué tel qu'il vient d'être ex  posé, conduit à un contact axial sans jeu des trois       parties    consécutives de l'ensemble mécanique ob  tenu. Dans     certaines    applications, un tel résultat  peut être satisfaisant, voire même recherché.  



  Toutefois, en général et comme déjà indiqué, un  très léger jeu axial e     (fig.    4) de l'ordre de quelques  centièmes de millimètre par exemple sera nécessaire  entre le coussinet et le tourillon pour éviter toute  contrainte provoquant grippage et usure. Il sera  obtenu très facilement en soumettant, pendant  l'opération d'arc-boutement de l'entretoise E  la pièce P à une déformation élastique tempo  raire dans le sens qui tend à réduire la lon  gueur ai;  et/ou le tourillon T à un allongement, par exem  ple par une dilatation, le montage étant, dans  ce cas, opéré après un chauffage préalable  de ce tourillon.  



  L'entretoise E peut avoir une forme adaptée à  celle du coussinet pour     qu'elle    transmette au moins  en partie l'effort de butée exercé par le tourillon T,  directement ou indirectement, sur des     parties    rap-    portées ou non sur le coussinet pour recevoir cet  effort.  



  La déformation     permanente        d'arc-boutement     peut être obtenue par tout autre moyen que l'allon  gement par laminage     susdécrit    et, par exemple; par  le déroulement, plus ou moins important suivant  la différence<I>(al -</I>     a2)    à rattraper, du bord roulé de  l'entretoise. La     fig.    5 représente cette solution.

   La  pièce P2 comporte une gorge de section rectangu  laire     lob    ménageant une surface d'appui     9b,    située à  la distance axiale al d'arc-boutement de la surface  d'appui     de    l'entretoise     E2    sur le coussinet 5b.     Cette     entretoise     comporte    un bord roulé     15b'    (à gauche  sur la figure) situé à une distance     a2    inférieure à ai.  



  Pour arc-bouter l'entretoise, on déroule partiel  lement ce bord roulé     151,    (à droite sur la     fig.    5) ce  qui provoque son expansion radiale et son allon  gement.  



  Dans les,     formes    d'exécution ci-dessus à entre  toises E, El,     E2,    comportant un bord     circulaire    con  tinu, la déformation de ce bord est effectuée sur tout  son pourtour. Mais une telle déformation n'est pas  exclusive et elle peut éventuellement être limitée à  certaines portions de ce bord, réparties sur son  pourtour.  



  L'entretoise peut aussi, éventuellement, ne pas  comporter un bord continu. C'est ainsi que celle E3  de la     fig.    7 comporte des pattes     laminées        15c    et  celle E4 de la     fig.    8 des pattes     1511        partiellement     déroulées.  



       Eventuellement,    il pourrait être prévu plusieurs  entretoises indépendantes,     réparties    sur le pourtour  du logement de la pièce externe et, dans ce cas,  au même titre d'ailleurs que dans ceux des     fig.    6  et 7, la surface d'appui ménagée dans ce logement  pourrait être discontinue.  



  La     fig.    8 représente un     appareillage    permettant  une mise en     oeuvre    du procédé dans le cas d'un  joint de Cardan.  



  Celui-ci est classique. On y retrouve le croi  sillon formé des quatre tourillons T et les deux mâ  choires Ml et     M2    dont chacune des branches repré  sente, par     rapport    au tourillon correspondant, la  pièce P de la première     forme    d'exécution. Les deux  mâchoires sont destinées à être reliées à deux arbres  C et D dont les axes BI     Bl    et     B2        B2    doivent concou  rir, avec une très faible tolérance, au centre O du  croisillon.

   La mâchoire Ml est supposée du type à  embase 22, sur laquelle l'arbre C sera fixé après le  montage du cardan ; cependant que la mâchoire     M2     est du type à manchon cannelé 23, dans lequel est  emmanché l'arbre D.  



       L'appareillage    destiné à centrer les axes BI     Bl     et     B2        B2    au point O comporte, deux plateaux 24  et 25, reliés rigidement et avec une très grande  exactitude par des barres très rigides 26, emman  chées à demeure et à force dans le plateau 25, ce  pendant que des écrous 27 permettent de les blo  quer par rapport au plateau 24. L'embase 22 est  centrée suivant l'axe BI     Bl    sur des ergots 28 du pla-           teau    24, cependant que l'arbre D est centré sui  vant l'axe     B2        B2    dans un alésage 29 du plateau 25.  



  Pour déformer     élastiquement    et de manière tem  poraire les mâchoires, quatre leviers 30 sont montés  oscillants en 31 dans des échancrures 32 du pla  teau 25. A l'une de ses extrémités, chaque levier  prend appui sur la branche de l'une des mâchoires  par un épaulement circulaire 33 ménagé à l'une des  extrémité d'un trou 332, tandis que son autre extré  mité     comporte    un doigt 34 réglable en position par  vissage. Les quatre doigts peuvent être     écartés          radialement    par une came 35, vissée sur une saillie  axiale filetée 36 du plateau 25.  



  Après un réglage préliminaire qui consiste à  amener par un vissage ou un dévissage des doigts  34, en appui contre la came 35, les quatre épaule  ments 33 en appui sur les tranches externes des mâ  choires, on provoque une déformation élastique de  celles-ci par un écartement radial simultané des  quatre doigts en vissant la came 35.  



  Les quatre mâchoires une fois déformées, on  arc-boute, successivement, chacune des quatre  entretoises E à l'aide de l'outil 17, descendu à tra  vers le     trou    332 correspondant.  



  La     fig.    9 représente l'articulation d'une bielle 37  sur une     pièce    38 fixée à un bâti ou autre     support     39. La bielle se termine par une mâchoire rigide 40  qui tourillonne par     l'intermédiaire    de deux roule  ments sur deux tronçons de tourillons coaxiaux T,  portés par la pièce 38. L'axe B - B de la bielle doit  couper l'axe A - A des     tourillons    au point fixe O.  Ce résultat est obtenu par le montage des deux  roulements R à l'aide d'entretoises arc-boutées E.  



  Enfin, la     fig.    10 montre le montage d'une pièce  41 sur un tourillon 42     formant    pivot et fixé à un  socle 43 à une distance fixe b duquel doit rester  la pièce 41. Le coussinet 5e est représenté à titre  de variante du type à couche antifriction 2e rem  plaçant les éléments de roulement 2 des formes  d'exécution     précédentes.  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour l'obtention d'un ensemble mé canique comportant un coussinet de tourillonne- ment, pourvu de moyens de butée axiale, monté dans un logement ménagé dans une pièce externe autour d'un tourillon dont l'ajustement axial par rapport à cette pièce est assuré avec une tolérance très faible, caractérisé en ce qu'il consiste à tail ler au moins une surface d'appui dans une portion de la paroi du logement située à une certaine dis tance axiale de la portion qui recevra le coussinet,

   à engager ledit coussinet dans ce logement autour et en butée axiale sur le tourillon préalablement en gagé dans ce logement et, tandis que ce tourillon et ladite pièce sont maintenus dans leurs positions relatives définitives, à immobiliser le coussinet dans ledit logement en arc-boutant, par une déforma tion permanente, au moins une entretoise entre la dite surface d'appui et le coussinet. II.

   Ensemble mécanique obtenu -au moyen du procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tourillon monté rota tif dans un logement d'une pièce externe par l'in termédiaire d'un coussinet pourvu de moyens de butée axiale, d'une part, sur le tourillon et, d'autre part, sur cette pièce par l'intermédiaire d'une entre toise arc-boutée entre une surface d'appui ménagée dans ladite pièce et le coussinet. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on assure l'arc-boutement de l'entre toise en allongeant une portion de cette entretoise. 2.

   Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on assure l'arc-boutement d'une cuvette formant entretoise en provoquant à la fois une expansion radiale et un allongement de tout ou partie du bord périphérique continu de cette cuvette. 3. Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on assure l'arc-boutement en écartant radialement et en allongeant des pattes périphéri ques qui, à l'état libre, viennent de matière à peu près à angle droit avec une rondelle ou un disque d'appui contre le coussinet. 4. procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on déroule au moins une partie incur vée ou repliée de l'entretoise. 5.

   Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on déroule partiellement au moins une partie du bord roulé d'une cuvette formant entretoise. 6. Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'on déroule partiellement des pattes roulées attenantes à une pièce d'appui contre le coussinet du roulement. 7. Procédé suivant la revendication I, caracté risé en ce qu'en vue d'obtenir un léger jeu axial, on soumet pendant l'opération d'arc-boutement de l'en tretoise l'un au moins des éléments constitués par la pièce externe et le tourillon à une déformation temporaire prédéterminée qui, par sa cessation après l'arc-boutement, donne naissance au jeu dé siré.

   8. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'on déforme élastiquement la pièce externe dans le sens d'une diminution tempo raire de la distance axiale d'un point quelconque de cette pièce à un point donné du tourillon. 9. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'on chauffe le tourillon de ma nière à en augmenter temporairement la longueur par dilatation. 10. Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que l'entretoise est constituée par une cuvette dont le bord est arc-bouté en tout ou partie entre ladite surface et le coussinet. 11.

   Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que l'entretoise est constituée par une pièce plate circulaire. pourvue, à sa périphérie, de pattes arc-boutées entre ladite surface et le coussi net. 12. Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce qu'un très léger jeu est ménagé axiale- ment entre la pièce arc-boutée et l'une de ses sur faces d'appui ménagées sur la pièce externe et le coussinet. 13. Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que le coussinet comporte un fond plein qui assure la transmission de l'effort de butée à l'entretoise. 14.

   Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce qu'il constitue un joint universel à la Cardan, les quatre tourillons du croisillon tourillon- nant par l'intermédiaire de coussinets dans les bran ches de deux mâchoires solidaires en rotation de deux pièces rotatives dont les axes sont maintenus concourants avec une tolérance très réduite au cen- tre du croisillon par les entretoises arc-boutées d'ap pui desdites branches des mâchoires sur les coussi nets. 15.

   Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce qu'il comporte une bielle à fourche dont les deux branches sont articulées de part et d'autre d'une pièce-support par l'intermédiaire de deux coussinets, sur un tourillon commun ou deux tron çons de tourillons portés par cette pièce-support, les entretoises arc-boutées des deux coussinets étant orientées en sens inverses pour immobiliser ladite bielle transversalement par rapport à ladite pièce- support. 16. Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que le tourillon constitue un pivot porté par un socle et sur ce pivot tourillonne une pièce maintenue à une distance constante de ce socle par l'entretoise arc-boutée. 17.

   Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que le coussinet constitue l'élément ex terne d'un roulement. 18. Ensemble suivant la revendication II, carac térisé en ce que le coussinet comporte une garniture antifriction interposée entre le tourillon et lui.