Brevet FR2012049A1 — publié le 19700313

t 2012049 La présente invention concerne un procédé de réalisation de joint pour palier antifriction. La fabrication de paliers étanches pose souvent des problèmes résultant de l'exposition des paliers à des fluides hydrauliques. 5 Divers fluides hydrauliques ont tendance à attaquer les adhésifs #£ caoutchoucs synthétiques normalement utilisés dans les joints de paliers en élastomère et portent atteinte à l'adhérence entre le joint et son support métallique. Pendant fonctioanemeat à haute température, ces attaques chimiques tendent à g'âceas©rs ce qui réduit 10 beaucoup le crédit qu'on peut accorder ae joint. ïïn joint; de palier pour avion doit pouvoir résister à des carburants et lubrifiants très divers et un joint pratiquement inerte du point de vue chimique présenterait un grand intérêt. Dans les paliers étanches, le joint est porté par la bague ex-15 térieure du palier et porte élastiquememt contre la bague intérieure, habituellement suivant une zone annulaire de cette bague. Le joint subit du fait de ce contact une légère déformation, afin de réduire au minimum les trajets de -faite de lubrifiant entre le joint et la bagua intérieure. Si l'on n'assure pas avec soin le centrage 20 da joint annulaire, il apparaît dans une zone un contact trop appuyé 1 ' entre le joint et la bague intérieure et, dans la zone opposée, des trajets trop Importants de fuite du lubrifiant* Ainsi, pour un joint de forme donnée, c'est en centrant avec précision le joint annulaire qu'on obtient à la fols le maximum d'étanchéité et le minimum de 25 frottement. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objet un procédé 4e réalisation de joint pour palier antifriction, caractérisé en ce qu'on façonne un anneau de maintien creusé en coupelle qui présente extérieurement on rebord annulaire et intérieurement une 50 collerette radiale, qui forme le fond de la coupelle, en ce qu'on fait guider par le rebord annulaire une membrane annulaire étanche et adhérente, en matière souple résistant aux lubrifiants jusqu'à la superposer à la collerette pour la coller à celle-ci, en ce qu' on fait adhérer la membrane à la collerette et en ce qu'on perce 35 un trou dans la membrane, intérieurement à la collerette et concen-triquement au rebord annulaire, pour former un montagé de joint rapporté. Le procédé suivant l'invention est avantageux en ce qu'il permet d'obtenir à bon compte un joint de haute qualité pour palier an-40 tifrietion. 69 21950 2 2012049 D'autres buts et avantages de lrinvention ressortiront de la description qu'on va maintenant donner en se référant au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 représente en coupe verticale un palier antifric-5 tion comportant des joints suivant 1®invention ; la figure 1A est uns vue aaalogaoj mais fragmentaire, illustrant usa variante s les figures 2 et 3 sont des vu@s es. coupe verticale d'outils utilisés à deux stades successifs de processus de fabrication du 10 joint, et la figure 4 est une vue analogue à la. figure 2, illustrant un autre «ode d'obtention de l'adhérence» la figure 1 représente un palier antifriction comportant des bagues extérieure 10 et intérieure 12 montées concentriquement, 15 avec interposition d'une série d'éléments antifriction 14* La bague extérieure 10 présente en outre, de part et d'autre de ces éléments 14» des gorges annulaires 16 destinées à recevoir et à maintenir chacun un montage de joint rapporté tel que représenté en 17* Chaque montage de joint rapporté 17 comprend une membrane annc-20 laire ou rondelle d'étanchéité 20 chimiquement inerte, en matière souple convenable, adhérant à un élément métallique à emboîter élas-tiquement, formé par un anneau 18. L'anneau 18 présente un rebord annulaire 22, rabattu, roulé ou serti, de forme voulue pour s'emboîter ooncentriquement, par effet d'élasticité ou autre, dans la 25 g;orge de retenue annulaire 16. L'anneau 18 présente en outre une collerette annulaire plate 24» dirigée vers l'intérieur, destinée à recevoir la rondelle d'étanchéité 20, sur sa face dirigée vers 1* intérieur du palier. Le rebord 22 est relié à la collerette 24 par un tronçon tronconiq.ua 25* évasé vers le rebord, de sorte que la 30 collerette 24 forme la base d'une coupelle 24, 25 perforée en son centre. La paroi tronconique 25 guide la membrane d'étanchéité, a-vant qu'on ne la perfore comme décrit di-dessous» jusque sur la collerette 24. On fait adhérer la membrane d'étanchéité à la collerette 24 et on la choisit de préférence assez rigide pour qu'elle as-35 sure sur tout son pourtour une bonne étanchéité, qu'elle retienne bien le lubrifiant dans le palier et qu'elle évite la pénétration d'impûretés en cas de disparition de l'adhérence. La rondelle d'étanchéité 20 est en polyoléfine telle que poly-tétrafluoréthylène (3?EE) ou fluoréthylène-propylène (EEP) la tempé-40 rature de fonctionnement étant plus faible pour ce dernier que pour bad original 69 21950 3 2012049 le IIE. un peut ajouter divers ingrédients au TPE pour imprimer au joint des caractéristiques particulières désirées. Par exemple, l1 addition de matière fibreuse réduit l'aptitude au "fluage" ; 1'addi-5 tion de carbone rend le joint conducteur et évite l'accumulation de charges électriques qui attireraient des poussières et autres impuretés. l'addition de solides métalliques peut accroître nettement la conductibilité thermique du joint pour rendre 1'étanchéité plus durable. 10 On commence par préparer une grande feuille de TPE ayant les caractéristiques désirées et une épaisseur suffisante pour que la rondelle d'étanchéité ait la rigidité voulue. On rend l'une des faces de cette feuille adhérente, par exemple en la^re vêtant d'une couche d'adhésif. 15 L'adhésif choisi doit satisfaire à des impératifs rigoureux. Ainsi, il doit être capable de résister à l'érosion chimique par des carburants et lubrifiants exotiques pour avions, qui tendent à attaquer les adhésifs couramment utilisés. Une forte adhérence doit apparaître entre la rondelle d'étanchéité 20 et Ieanneau 18. 20 En conséquence, l'adhésif préféré est de nature à pouvoir être appliqué à la feuille de TïE en vue de la coller à l'aaaeau soit immédiatement, soit lors de 1®assemblage à tout moment ultérieur. Ainsi,.l'adhésif préféré pour la rondelle en ÏEB 20 est de préférence à base de polyimide, apte à supporter de hautes températures de 25 fonctionnement. On applique initialement cet adhésif par projection ou badigeonnage sous forme de polyamide. On l'applique sur une feuit le de grandes dimensions, psj? exemple de l'ordre du mètre carré. E@ préférence, on commence par attaquer à 1!acide l'une des faces de la feuille de ï'FE, puis on applique 18 adhésif en exposant cette fa-50 ce à une solution convenable d'alcali fort tel qushydrosyde de sodium. Ensuite, on expose pendant 15 minutes la feuille revêtue d'adhésif à une température d'environ 120°C pour éliminer les solvantss puis on place l'ensemble de la feuille, pour la conserver, dans un 55 réfrigérateur aux environs de L-'adhésif est alors partiellement durci et on peut le conserver plusieurs jours dans est état avant de l'utiliser à l'assemblage de joints rapportés. * - On peut utiliser d'autres adhésifs, par exemple du type phéno-lique. applique aussi ces adhésifs par projection ou badigeonna-40 ge et on leur imprime un u.egré partiel de durcissement "B" à 93°C. BAD ORw3||v1A'- 69 21950 4 2012049 Dans cet état, la feuille de TES peut être conservée à froid pendant sept à quatorze jours avant d'être utilisée. Dans le cas da matériaux pour joints travaillant à température plus modérée, tels que SEP, aucune application d'adhésif ni prépa-5 ration spéciale n'est nécessaire, car l'adhérence résulte d'une application contrôlée de chaleur et de pression au joint et à la collerette à laquelle on doit le fixer. Après avoir choisi le matériau en feuilles pour joints et avoir convenablement rendu l'une de ses faces susceptible d'adhérence, on 10 prépare une série de membranes circulaires ou disques 30. Ces dis-. ques sont découpés à 1!emporte-pièce dans la feuille et ont un diamètre qui est supérieur à eelui du trou central de l'anneau 18 afin de chevaucher les collerettes 24 pour leur être collés. Quan& le joint représenté sur la figure 1 est formé de ïZE en 15 feuilles, oc. revêt d'adhésif la face du joint opposée aux éléments antifric tion 14. 11 en est également ainsi pour le joint en 'IPE 201 montré sur la figure il», gai adhère à l'anneau 18 sur une plus grande superficie pour former en outre dans la gorge 16 un tronçon de joint extérieur non mouillant, sollicité par précontrainte axiale 20 permanente vers l'&rête en regard 16* de la bague extérieure 10 du palier.° Toutefois, pour réduira l'encombrement axial, la rondelle 20 a de préférence que seulement le diamètre voulu pour s'appliquer contre la collerette 24 da Xsaaneaa 18, intérieurement au tronçon P3 tronconi^uo 25, comme représenté sur la figure 1. ÂTaat m faire adhérer la aamcrane en TES 30 à l'anneau 18, ©a retire les feuilles de TSE revêtass àsadhésif de lfenceinte d'emeaga^ siagg® à froid ot ©a les Isis-eo s9échauffer pour évaporer les va-psara âteôjrMsSs Basaiten dégraisser les feuilles ©a les 30 frottant à !«©&&© dîssa limaM© âe dégraissage tel que trichloréthy-lènac Sa flgus?© 2 lllestr® le- j^es&er stade de l'assemblage g pose da disqs© ©a SIS p0 ïïswê'm ë'mlhêeM: sur l'anneau 18, à l'aide d'oa anssate® poiag©a=ï2a'6xâes 23a 26 3 Ce eoimence par placer l'anneae 16 3$ de ®Êiaië^@ à ee 43© la fae& a^e-nt (oui deviendra la face exitérieurQ) d@ la soliereits 24 repos© sus une table annulaire 27, saillant sur la fe&ss à3ts» é^ideasat dans la satrice 26. La matrice 26 pré sente encore, aer&oar de estis© jafele 27? un évaderasnt annulaire pies profond 29» ©possam, la feare-® du rebord 22 de l'anneau 18 j on dis-40 pose 1j ?3 de s?asi&^fr & placer sr ha et la Lra\:u u bsuse du J.ro»- bad original 69 21950 5 2012049 cou tronc oni que 25• On dispose ensuite le disque 39 a» oreux de ls anneau en dirigeant sa face enduite d'adhésif v@sb 1© bass le tronçon tronconique 25 guidant le disque jusqu'à ce qu'il prenne appui sur la collerette 24. On enfonce alors sous pression le poinçon 28s 5 de forme complémentaire à celle de matrice , pour faire adhérer l'eas à l'autre les parties superposées du disque 30 et de la collerette 24 qui repose sur la table 27 ; on notera que le poinçon 28 est ési-d# en 31 pour ne pas toucher le rebord de l'szmsae. 18 @t pour appliquer ainsi dans la région d'adhérence an® pression .de serrage uni-10 forme. Pour assurer l'adhérence, oa procède différemmaat selon la nata-re de l'adhésif utilisé. S'ilJsfegit d© polyiœid® partiellement durci, il faut prévoir plusieurs paliers &® teailrafar© ot9 scs'ealeiBent, , une certaine compression pour assumer le dur@iseem©nt final du dis-15 que 30 et son adhérence à l'anneau. De préférence, la température appliquée est d'au moins 1T7°C et le pression d'environ. 1,4 MPa on plus, mais reste insuffisante pour faire refluer à l'excès le joint en TIB. On maintient cette température et cette pression pendant environ 15 minutes. A. ce stade, le disque 30 adhère assez fortement 20 à l'anneau 18 pour qu'on puisse éventuellement y percer le troujsen-tral, bien que l'adhésif ne soit pas complètement durci. Le durcissement final peut être assuré à 260CC et sans compression. Lorsqu'on utilise en variante un adhésif phénol!que partiellement durci, on assure l'adhérence en appliquant le disque 30 contre 25 la collerette 24 sous une pression d'environ 1S4- MB®. et à une température de 177 à 204°C, pendant un temps de 15 à 3© «inates, l'adhérence apparaissant bien entendu d4autant plus vite que la température de durcissement est élevée. Pour une membrane 30 en 33SP, la température de compression est 30 de l'ordre de 288 à 304°C et la compression d'environ 69 kPa. On maintient cette haute température pendant un temps juste suffisant pour assurer la fusion superficielle du PBPff après quoi on ramène la température aux environs de 260°G, en maintenant la cempreasio&Q Pour rendre l'adhérence plus complète, on maintient la compression 35 pendant tout le refroidissement. Bien entendu? il faut prendre les précautions usuelles pour éviter l'adhérence au poinçon 28, par exemple en appliquant à ce dernier un revêtement convenable. Quand le disque 30 adhère à l'anneau métallique 18, on en évi-de la région centrale en plaçant l'assemblage dans un emporte-pièce 40 32-34 (figure 3). On place cette fois le joint de manière à diriger 69 21950 6 2012049 la membrane vers la matrice 32, le rebord 22 étant guidé par la paroi qui entoure un évidement annulaire 39 ménagé dans la matrice 32. le poinçon 34 présente un bossage à arête tranchante 36» entouré par un redan annulaire 3&. Ce redan est situé en face de la collerette 5 24 de l'anneau 18* Le poinçon 34 £• le diamètre extérieur voulu pour pénétrer dans le rebord 22. le bossage d© coupe 36 est ainsi efficacement guidé par ce rebord extérieur 22, ce qui assure le centrage du trou ménagé dans le disque 30. Poîsr supprimer les frais d© ssrauage, on peut aussi marquer 10 l'anneau 18 pendant le découpage à 12ccporte-pièce illustré par la figure % Dans ce cas,* on porte sur la ïsdstn annulaire 38 du poinçon 34 des repères alpiiabé t iq.ues d' identification du montage de joint intéressé» S'il faut imprimer à es acmsat es durcissement final à l'adàé-15 sif à basa d® pelyimid® j, on peut rassembler les »Qatag«s da joint dans une corbeille et les mettre dans an four à la température voulue, d'environ 26Q°G® 0e durcissement opéré par lots présente un a-vantage évident : il évite la perte de temps nécessaire pour chauffer les plateaux de presse après qu'ils aient assuré l'adhérence à 20 température plus faible» La figure 4, illustrant une autre variante, représente un ensemble poinçon-matrice 40? 41 particulièrement destiné à assurer l'adhérence dans des joints rapportés de grand diamètre. La différence importante entre la technique illustrée par la figure 4 et e#l-, 25 le précédemment décrite réside dans la présence dans la mesbrane 43, d'un petit trou dé guidage central 42 s percé lors du découpage initial de la z&enbrar» dans tm@ feuilio de aatériau pour joint, et â'oa goujon de .positionnement 44, saillant ses- la base de la sat^ice 40, destiné à faciliter le positionnement ds la membrane 43» paroi 30 extérieure d'un évidement annulaire 45 définit la position du r©fe@M 22 de l'asaeau 18 lorsqu'on suparp©sa set anneau à la semteane 43» Pour appliquer la compression assurant l'adhérence, le poinçon 41 présent© un évldeœent tel On a ainsi décrit un procédé économique de réalisation de joint bad oriqinat- 69 21950 7 2012049 pour palier antifric tion ; bien entendu, on pourra concevoir diverses modifications et variantes, dans la cadre défini par les revendications ei-dessous. 69 21950 8 2012049 EK7H-ÎHICAM01IS 1. Procédé de réalisation de joint pour ^.alier antifriction j caractérisé en ce que l'on forme un anneau creusé en coupelle qui présente extérieurement un rebord annulaire et intérieurement une collerette radiale,entourant un trou central, 5 qui forme la base de la coupelle, en ce qu'on fait guider par ledit rebord une membrane d'étanchéité annulaire adhérente, en matériau souple résistant aux lubrifiants, jusque sur ladite collerette en vue de la coller à celle-ci, en ce qu'on fait adhérer la membrane à la collerette et en ee qu'on perce dans la membra-10 ne un trou situé intérieurement à la collerette et concentrique-ment au rebord annulaire pour former un montage de joint rapporté» 2, Procédé, selon la revendication. 1, caractérisé en ce que le rebord annulaire de l'anneau est relié à la collerette par 15 une paroi tronconique divergeant vers le rebord et en ce qu'on fait guider"la membrane par se rebord en la faisant reposer sur la paroi tronconique jusqu'à ce qu'elle recouvre le trou entouré par la collerette. 3o Procédé selon, la revendication 1 ou 2,caractérisé 20 en ce qu'on assure l'adhérence par application de chaleur et de pression à la membrane,, . 4-» Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on porte au poinçon des repères alphabétiques sur la face de 3a collerette opposée à celle 25 recouverte par la membrane, pendar.t qu'on assure 1'adhérence. 5. Procédé selon 1* une quelconque des revendications précédentess caractérisé en ce "que la membrane provient d'une feuille *i® matière, a peu près inerte chimiquement, assez épaisse pour -la' membrane' soit rigide, l'une des faces de cette 30 feuille étant revêtu® ^adhésif durcissable. 6e Procédé selon la revendication 5» caractérisé en ce qu'après avoir 'revêtu- la Retaille d'adhésif, on la-chauffe pendant le temps nécessaire pour âiroir partiellement l'adhésif et permet» tre 1'emmagasinage à froid iatermé&iairè de la feuille revêtue 33 adhésif partiellement dnroi, 7 Procédé selon la, revendication 5 ou 6, caractérisé sn ce que ladite feuille est en polytétrafluoréthylène présentant nae fae© attaquée à l'acide et en ce qu'e.: revet d'adhésif cette faoe attaquée de la £suille0 40 83 Irocédé selou' 1• irT.e q-.'.e?conque des revendications S BAD ORIGI^Alr 69 21950 9 2012049 ou 7* caractérisée, en. ce que 1* adhésif comporte un polyimide et en ce qu'en faisant adhérer la membrane à l'anneau, on assure un second durcissement partiel de lfedhésif, puis un durcissement fi' nal de l'adhésif« 5 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on opère le durcissement final en portant les montages de joint à une température d'environ 260°C. 1C© Procédé selon la revendication 6 ou 7»caractérisé en ce que l'adhésif comporte une matière phénolique}et en ce qu* 10 on assure l'adhérence en portant la membrane et l'anneau à une température de 177 à 204*G et en leur appliquant une pressioa d* environ 1,4 MPa pendant 15 à 50 minutes, 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on ménage initialement dans la 15 membrane un trou central dé guidage qui sert au positionnement de la membrane par rapport à la collerette* ^ 12, Procédé selon l'une quelconque des revendication® 1 à 4-t caractérisé en ce que la membrane est en fluoréthylène-pro-pylène. 20 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on assure l'adhérence de ladite membrane in fluoréthylène-propylène en appliquant à cette membrane assez de pression et de chaleur pour provoquer la fusion superficielle du fluoréthylène-propylène, puis un refroidissement assurant l'adhérence directe 25 de la membrane à la collerette, 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce.qu'on assure encore l'adhérence de la membrane en appliquant à cette membrane assez de chaleur et de pression pour la porter à une température de l'ordre de 288 à 304 *0, sous une pression d* 30 environ 69 jË£a, puis en ce qu'on la refroidit en maintenant la pression* 15» A titre de nouveaux produits industriels, les paliers antifriction équipés de joints obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.