Brevet FR2001449A1 — publié le 19690926

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un coussinet de palier dans lequel on compte sur un tissu à faible friction pour réaliser une faible friction dans son alésage. 5 Dans le domaine des coussinets de matière plastique dans lesquels on compte sur les propriétés de faible frottement de certaines fibres synthétiques pour assurer une faible friction du coussinet en cours de fonctionnement, un procédé connu consiste à compter sur un tissu mixte ou double constitué de deux matières 10 différentes tissées ensemble, c'est-à-dire une matière de faible friction telle qu'un polytétrafluoréthylène (ïeflon) et une matière agglutinable telle que le coton, la toile, la fibre de verre, ou matière analogue. Le tissu est imprégné d'une matière phé-nolique, époxyde, ou autre matière thermodurcissable, puis est po-15 lymérisé à l'état durci à'la forme désirée. Le tissu est tissé de manière à laisser à découvert les fibres à faible friction sur la face de portée, après moulage, ou mise en forme d'autre manière. Pour la fabrication de coussinets de palierien utilisant ces matières, on imprègne une bande du tissu de matière durcissable, 20 puis on l'enroule sur un mandrin jusqu'à l'épaisseur d'accumulation désirée, en un développement spiralé autour du mandrin. Bien que cette technique soit efficace en ce qui concerne le comportement technique du produit terminé, elle entraîne un gaspillage inutile de fibre à faible friction. On a déjà proposé de réaliser des 25 économies de fibre à faible frottement en tissant spécialement un tissu de manière à incorporer la matière à faible friction à proximité d'un bord jusqu'à une largeur suffisante pour le recouvrement périphérique d'une dimension donnée de mandrin ; mais cette technique exige des dispositifs de tissage coûteux, avec lesquels 30 des bords de largeurs différentes doivent être tissés pour s'adapter à chaque dimension d'alésage de coussinet à fabriquer. En vue des inconvénients susdits, l'invention offre un procédé de fabrication d'un coussinet de palier doublé de tissu, dont l1 alésage est déterminé par un mandrin, et caractérisé par le fait 35 que l'on prélève dans une matière première rectiligne un premier morceau de tissu à faible friction ayant entre les extrémités coupées, une longueur effective qui délimite une première dimension pratiquement égale ou légèrement supérieure à la périphérie du mandrin, on prélève dans une matière première rectiligne un second 40 morceau allongé de tissu agglomérable long de plusieurs fois au 69 02527 2 2001449 moins la longueur effective de cette première dimension, on maintient le second morceau par rapport au premier de manière que, lorsqu'on enroule ces premier et second morceaux sur le mandrin, le premier se trouve en contact direct avec la surface périphéri-5 que de celui-ci afin de former ainsi la première spire interne du eoussinet, la seconde matière constituant les autres spires entourant cette première spire intérieure jusqu'à l'épaisseur radiale prédéterminée ; enfin on durcit par polymérisation la matière dur-cissable qui imprègne ces premier et second morceaux. 10 L'application du procédé perfectionné de l'invention permet de fabriquer des coussinets de paliers avec la plus grande économie de matière à faible friction, sans sacrifice en ce qui concerne le comportement de fonctionnement. Le procédé de l'invention se prête également à l'usage des mêmes tissus pour la fabrication de 15 coussinets de paliers d'une grande diversité de dimensions d'alésage et de diamètre extérieur. Les objets et autres caractéristiques de l'invention seront exposés ou apparaîtront à l'esprit des techniciens à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés. 20 Dessins qui représentent à titre d'exemple seulement des formes préférées de réalisation de l'invention, et sur lesquels : la figure 1 est une vue simplifiée, en perspective, d'un coussinet de palier selon l'invention, la face terminale à découvert étant représentée coupée, et en coupe pour mieux illustrer 25 les relations ; la figure 2 est une perspective illustrant les opérations d' line première forme de mise en oeuvre du procédé de l'invention ; les figures 3 et 4 sont des vues agrandies, en élévation de côté, illustrant des formes alternatives de réalisation ; 30 la figure 5 est une vue similaire aux figures 3 et 4, à échel le réduite, illustrant une autre forme de réalisation, les diverses parties étant représentées desserrées afin d'éviter l'ambiguïté d'identification ; la figure 6 est une vue simplifiée, en élévation longitudina-35 le, en partie interrompue et en coupe, illustrant le découpage à la longueur désirée, et la figure 7 est une représentation à plat de dispositions utilisables dans une forme alternative d'application du procédé de la figure 2. 40 Brièvement, 1* invention concerne un procédé perfectionné de 69 02527 3 2001449 fabrication de coussinets de paliers doublés de tissu, dont la dimension d'alésage est déterminée par un mandrin. Dans une matière première rectiligne, on prélève un morceau de tissu à faible friction d'une longueur, entre ses extrémités coupées, égale 5 à la dimension périphérique du mandrin. Puis, à une extrémité coupée du morceau à faible friction, on fixe par couture ou agrafage, un morceau de tissu agglomérable. Ensuite, on enroule sur le mandrin cet ensemble de tissu, imprégné de matière durcissa-ble, en commençant par le morceau à faible friction. On durcit 10 alors le tout par polymérisation, puis on retire le mandrin. la figure 1 illustre le genre de coussinet obtenu par les procédés de l'invention. Le coussinet est un manchon 10 dont l'alésage 11 possède par inhérence des propriétés de faible friction déterminées par celle de l'élément fibreux constituant la couche 15 interne 12 de tissu. A l'extérieur de cette couche 12 se trouve une région de développement spiralé t3 renfermant autant de tours qu'on le désire, d'un tissu différent qui, aux fins de 1 ' inventun, sera simplement désigné par les termes tissu agglomérable, tel que par exemple coutil de coton, toile, fibre de verre, etc. La soli-20 dité du coussinet est déterminée par une imprégnation de matière .durcissable telle qu'une matière phénolique, époxyde, ou analogue, et la sélection de la matière plastique à la fois pour les régions 12 et 13, doit être comprise comme s'appliquant à l'usage essentiellement d'un unique corps de matière plastique durcissa-25 ble imprégnant la totalité des couches de tissu et polymérisée à la dureté finale. La figure 2 illustre que le coussinet 10 peut être fabriqué au moyen d'un mandrin cylindrique 15 usiné à une dimension précise de périphérie afin de déterminer l'alésage final du coussinet que 30 l'on désire fabriquer. La matière à faible friction utilisée pour la couche interne 12 consiste, à la figure 2, en un unique morceau rectangulaire 16 de tissu à faible friction convenable. Ce morceau 16 est destiné à envelopper circonférentiellement le mandrin et, selon l'invention, il n'est pas nécessaire qu'il soit sensiblement 35 plus long que cette dimension eirconférentielle. Ce morceau 16 peut donc être découpé dans une pièce ou autre bande rectiligne du tissu, de manière à délimiter entre les bords coupés 17 et 18, une longueur qui représente pratiquement la périphérie du mandrin 15. Le tissu 16 peut être l*une de diverses matières connues. Par exem-40pie, il peut être constitué en totalité de matière à faible fric 69 02527 + 2001449 tion, telle que, par exemple, un tissu tout Téflon, attaqué chimiquement ou traité d'autre manière à volonté pour lui donner de meilleures propriétés d'agglomération. D'autre part, il peut consister en un mélange de Téflon et de matière agglomérable ou 5 de remplissage, dans lequel les matières de remplissage sont torsadées avec le Téflon pour former les brins dont le tissu est tissé, ou dans lequel le tissu est constitué d'un double tissage laissant à nu seulement les brins de Téflon à la face interne (c'est-à-dire à l'alésage 11), et les brins agglomérables à la 10 face extérieure (c'est-à-dire adjacents aux couches extérieures 13 d'enveloppement). La matière agglomérable 19 de la figure 2 peut être conforme aux indications qui précèdent et d'une largeur W correspondant à la largeur du morceau 16. A la figure 2, les bords correspon-15 dants de la matière à faible friction 16 et de la matière agglomérable 1S sont fixés ensemble par une couture, indiquée par les points 18. Pour la fabrication du coussinet illustré, selon l'opération représentée à la figure 2, le tissu mixte, c'est-à-dire les mor- OA A V A rtll /*! "1 H. "1 ^1 #1 4- «3 I V J X ^ rt V» «M M m c-\J uçoHoi VUUÛUo i u — i 5 co w \jl CLuuiu. mculls uauxci c liquide (qu'il suffit de désigner par le terme durcissable) ; puds est posé sur le mandrin 15 pour permettre l'enveloppement circon-férentiel, ainsi que le suggère la spire presque complète de cet enveloppement à la figure 2. On fait alors tourner le mandrin 15 25 dans le sens indiqué par la flèche, amenant la couture 18 pratiquement en coïncidence avec le bord extérieur 17 j ensuite la matière agglomérable s'enroule simplement en couches successives autour de la garniture à faible friction. On continue le processus jusqu'à obtention de l'épaisseur radiale désirée, et l'opération 30 s'effectue de préférence sous traction de manière à obtenir une compacité serrée des couches de tissu. Après achèvement de l'accumulation radiale désirée, le mandrin ainsi enveloppé peut être placé dans un moule cylindrique (non représenté), et la matière durcissable soumise à un procédé 35 de polymérisation, jusqu'au point de durcissement complet de l'ensemble. On peut également effectuer cette polymérisation sur mandrin, sans moule, dans un four ; cette opération peut être effectuée soit avec, soit sans revêtement de l'enveloppement sur mandrin dans un sac à vide. L'application de la technique du sac à 40 vide accroît la pression durant la polymérisation, et facilite éga 60 (\?$27 5 9001449 lement 1'élimination des solvants tels que ceux que pourraient exiger les polyimides. On peut également utiliser des matières plastiques rétrécissables à la chaleur telles que le mylar ou le nylon a-fin de comprimer l'enroulement sur mandrin pendant la polymérisa-5 tion et la post-polymérisation. Après polymérisation, on retire le mandrin, ce retrait étant facilité par l'usage d'un agent de séparation convenable appliqué en revêtement avant l'enroulement. Dans certains cas, il peut être désirable en alternative, d'imprégner les morceaux 16 et 19 indépendamment et avant la couture. 10 On peut ainsi utiliser à l'optimum l'agent et le degré d'imprégnation pour les morceaux respectifs 16 et 19. On peut coudre ces morceaux après séchage de leur imprégnation et les tissus étant encore souples (polymérisation de phase B). la polymérisation finale à la phase C peut être effectuée, selon la description, après enroulement 15 sur le mandrin. La figure 3 représente une autre forme de mise en oeuvre selon laquelle les extrémités coupées du morceau 16' à faible friction délimitent entre elles une dimension légèrement supérieure à celle de la périphérie du mandrin 15. Ces extrémités coupées sont d'abord 20 fixées ensemble par une couture, de manière à former un manchon enveloppant complètement et s'adaptant au mandrin 15. Au cours de 1' exécution de la couture en 20 pour former le manchon, le bord coupé adjacent de la matière 19' agglomérable est simultanément cousu. La forme de réalisation de la figure 4 illustre que le procédé 25 de la figure 3 se prête à l'usage d'une couche de matière d'arrêt 21 intercalée entre le manchon 16" de matière à faible friction et la première couche d'enroulement de la matière 19" agglomérable. naturellement, la couche d'arrêt 21 peut être préalablement coupée de manière à occuper la dimension circonférentielle disponible entre 30 les extrémités respectives cousues du manchon 16" (portant la référence générale 22), et au début de la rotation pour enrouler le tissu agglomérable sur le tissu à faible friction, la couche d'arrêt se trouve convenablement intercalée entre ceux-ci. Ainsi que précédemment, l'enveloppement spiralé continue jusqu'à obtention de 1' 35 épaisseur radiale totale. La matière constituant la couche d'arrêt 21 peut être un tissu, une feuille de papier trempé dans une matière plastique non polymé-risée, ou une matière fusible à chaud qui polymérise plus rapidement ou à une température inférieure à celle de polymérisation de l'agent 40 d'imprégnation du tissu. La couche d'arrêt 21 a pour fonction d'em 69 02527 2001449 pêcher l'écoulement de l'agent d'imprégnation des couches extérieures 13 à la couche interne 12, au cours de l'opération de polymérisation, afin de s'assurer ainsi du maintien de la quantité désirée d'imprégnation dans la couche interne 12, et du contrôle, ou de 1! 5 empêchement, à volonté, de sa fuite par infiltration jusqu'à la surface du coussinet. la figure 5 illustre un procédé similaire à ceux des figures 3 et 4, du fait que les deux extrémités coupées 17"'- 18'" du morceau 16'" à faible friction délimitent une longueur effective légèrement 10 supérieure à la dimension périphérique du mandrin. Oes extrémités coupées constituent les seules parties cousues pour former un manchon s'adaptant au mandrin 15, la couture réservant à ces extrémités des rebords suffisants pour permettre le repli de chaque extrémité 17"'- 18"' sur elle-même, en s'éloignant de la couture 20, de 15 manière à former des rabats. On a constaté que la matière agglomérable 19"1 peut être suffisamment fixée au manchon à faible friction si son bord interne 23 est d'abord replié, ou gaufré, ou plissé, puis pincé sous le rabat ou rebord adjacent 18"* à faible friction. Cette disposition pincée se trouvera maintenue pendant l'en- ",r\ L J _ T _ T J 1 £ -l _ A •! • i__. -t.. l- 4 /"«il c,\j x uuxciucuu ue jlzx. usuiue \ y * ctuuuux* uu lutiuunuxi 10*" » en relation de pincement serré sur la couture de ce manchon 16"'. Par la suite, l'application serrée des tours successifs renforce simplement l'agencement de fixation solide de la matière agglomérable 19'" et du manchon 16"'à faible friction, à partir du bord initialement 25 pincé 23. la figure 6 illustre un procédé de découpage à longueur désirée pour former des coussinets de paliers selon les besoins, à partir de l'ensemble mixte fondamental polymérisé, fabriqué selon l'un des procédés des figures 2 à 5. Cet ensemble est représenté en 25 50 monté dans le mandrin 26 d'un tour. Un premier outil de coupe tel que l'alésoir 27 est disposé au moyen ae sa barre de support 28 à la pénétration axiale désirée à l'intérieur de l'alésage de l'ensemble 25. A cette position, la première phase du découpage est exécutée par le déplacement radial extérieur de l'outil de coupe 27 35 jusqu'à une distance radiale d au moins égale, et de préférence supérieure, à la profondeur radiale occupée par la couche 12 à faible friction. L'outil de coupe 27 représenté a la forme d'un large V, dans le but de former des surfaces terminales biseautées dans le coussinet terminé. Cette surface biseautée est représentée en 29, et 40 doit être considérée comme ayant été formée au cours de l'opération 69 02527 7 2001449 de coupe précédente, effectuée sur l1ensemble 25 de matière première. En 30, la figure suggère schématiquement la monture de l'outil destiné à réaliser cette première phase du découpage. La seconde phase du découpage est illustrée par un outil 31 (et 5 la flèche directrice associée) à la même position axiale que celle indiquée pour la coupe en contre-alésage interne en V effectuée par l'outil 27 ; il est préférable que l'épaisseur, largeur ou dimension axiale de la coupe effectuée en 31 soit sensiblement inférieure à celle du V produit par l'outil 27. Cette relation assure un bi-10 seau appréciable 29 à chaque extrémité axiale des pièces découpées; ces biseaux, de la profondeur d indiquée, évitent ou réduisent la possibilité de la mise à nu des fibres à faible friction telles que les fibres de Téflon, aux plans terminaux axiaux des éléments de coussinets découpés. En alternative, on peut utiliser une roulette 15 de coupe rotative en fibre de verre, dans ce cas, l'outil 31 représente cette roulette, et l'alésoir 27 peut être facultatif. La figure 7 illustre une autre mise en oeuvre du procédé de la figure 2, selon laquelle les morceaux à enrouler sont coupés en biais. Le morceau 35 a donc ainsi la forme d'un parallélogramme 20 pour enroulement directement adjacent au mandrin 15. Le biais des bords coupés représenté a la dimension D correspondant à la dimension circonférentielle du mandrin 15. L'inclinaison de ce biais dépend de la longueur finale W de l'ensemble. Naturellement, le biais coupé sur la matière agglomérable 36 doit correspondre à celui de 25 la matière à faible friction pour permettre l'alignement des couches successives de l'enroulement. La couture indiquée en 37 peut être effectuée selon la description en référence à la figure 2. -"ans un coussinet fabriqué selon cette technique, la couture 37 se trouve répartie axialement et circonférentiellement, ce q.ui évite la fric-30 tion localisée à des angles particuliers. On remarquera que l'invention offre une construction perfectionnée de coussinet assurant non seulement une économie appréciable grâce à l'usage de la matière à faible friction seulement à la surface de portée, mais permettant de couper une provision donnée de 35 cette matière selon les besoins en vue de la fabrication de coussinets d'une grande diversité de dimensions d'alésage et de diamètre extérieur. La même matière tubulaire fondamentale polymérisée permet d'obtenir des coussinets terminés de diverses longueurs, selon les demandes des clients. En outre, l'usage de matière à faible 40 friction 16 et de matière agglomérable 19 distinctes permet une im- 69 02527 8 2001449 prégnation optimale de chacune de ces matières (16, 19) et leur polymérisation sous la forme sèche souple, préalablement à la coupe et à la couture, sans exiger l'application du même agent ou du même degré d'imprégnation à une bande mixte cousue 16, 19-5 Bien que l'on ait décrit et représenté certaines formes de réalisation et procédés de mise en oeuvre préférés, la portée de l1 invention permet d'apporter des modifications définies dans les revendications qui vont suivre. 6° H2527 9 2001449 REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication, d'un coussinet de palier doublé de tissu, dont l'alésage est déterminé par un mandrin, et caractérisé par le fait que l'on prélève dans une matière première rectiligne un premier morceau de tissu à faible friction ayant entre les ex- 5 trémités coupées une longueur effective qui délimite une première dimension égale ou légèrement supérieure à la périphérie du mandrin, on prélève dans une matière première rectiligne un second morceau allongé de tissu agglomérable long de plusieurs fois au moins la longueur effective de cette première dimension, on main-10 tient le second morceau par rapport au premier de manière que, lorsqu'on enroule ces premier et second morceaux sur le mandrin, le premier se trouve en contact direct avec la surface périphérique de celui-ci afin de former ainsi la première spire interne du coussinet, la seconde matière constituant les autres spires entourant 15 cette première spire intérieure jusqu'à obtention de l'épaisseur radiale prédéterminée ; enfin, on durcit par polymérisation la matière durcissable q.ul imprègne ces premier et second morceaux. 2) Procédé selon revendication 1, caractérisé par le fait que le second morceau de tissu est maintenu par rapport au premier par 20 une torsion ou un double tissage du premier morceau avec le second, ou par une couture réunissant les extrémités adjacentes de ces morceaux pour en former une bande mixte, le premier morceau partant d' une extrémité de ce second morceau. 3) Procédé selon revendication 1, caractérisé par le fait que 25 le second morceau de tissu est maintenu par rapport au premier au moyen d'une couture réunissant une extrémité du second morceau aux deux extrémités du premier. 4) Procédé selon revendication 1, caractérisé par le fait que les deux extrémités du premier morceau sont cousues ensemble pour 30 former un manchon, la couture réservant à ces extrémités un dépassement formant un rabat de matière à faible friction, le second morceau étant maintenu par rapport au premier par l'introduction de l'une de ses extrémités entre le rabat et le manchon, et en appliquant une traction à l'enroulement pour pincer le rabat et cette 35 extrémité du second morceau contre le manchon à mesure de la progression de l'enroulement. 5) Procédé selon revendication 4, caractérisé par le fait que 69 Û2527 2001449 cette extrémité du second morceau est agrafée en retour sur elle-même à l'endroit de son introduction et de son pincement. 6) Procédé selon revendication 1, caractérisé par le fait que le tissu à faible friction comprend dans son tissage des fibres de 5 polytétrafluoréthylène. 7) Procédé selon l'une ou l'autre des précédentes revendications, caractérisé par le fait que le tissu à faible friction a une forme rectangulaire, cette première dimension délimitant effectivement l'un des cotés de ce rectangle. 10 8) Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le morceau à faible friction a la forme d'un parallélogramme, ses extrémités étant coupées en biais par rapport à la dimension de largeur, une extrémité longitudinale au moins du morceau agglomérable étant de même coupée en biais. 15 9) Procédé selon revendication 8, caractérisé par le fait que le degré de biais est celui voulu pour former le long du mandrin une spire circonférentielle complète des extrémités en biais du morceau à faible friction. 10) Procédé selon l'une ou l'autre des précédentes revendica- 20 tloûâ, caractérisé par le fait que l'un au moins de ces premier et second morceaux est imprégné de cette matière durcissable. 11) Procédé selon revendication 10, caractérisé par le fait que ces premier et second morceaux sont imprégnés préalablement à la couture. 25 12) Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précé dentes caractérisé par le fait qu'une couche d'arrêt est intercalée entre le premier morceau et le premier tour du second morceau qui l'entoure. 13) Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précé- 30 dentes caractérisé par le fait que le découpage de la longueur d' enroulement sur mandrin pour former un produit fini de longueur axiale plus courte est réalisé en contre-alésant d'abord radiale-ment vers l'extérieur cet ensemble jusqu'à une distance radiale au moins égale à l'épaisseur radiale occupée par le morceau à faible 35 friction, puis en coupant radialement vers l'intérieur cet ensemble à l'endroit axial de ce contre-alésage. 14) Procédé selon revendication 11, caractérisé par le fait que la coupe du contre-alésage est profilée en V, et que la coupe radiale vers l'intérieur a une dimension axiale sensiblement infé 69 02527 n 2001449 rieure à celle de la. coupe en V, de telle sorte que les coupes en contre-alésage forment les extrémités biseautées des alésages des coussinets successivement découpés de l'ensemble, ces biseaux supprimant la mise à nu des fibres à faible friction aux plans axiaux des coussinets découpés. 15) Coussinets obtenus par application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.