Brevet FR2013366A1 — publié le 19700403

La présente invention a pour objet un support et un procédé de fabrication d'un tel support. Selon un aspect de la présente invention, le procédé de fabrication du support ou d'une partie du support, consiste à enrouler une fibre sur un moule, et 5 à recouvrir simultanément la fibre au moyen d'un procédé de dépôt électrolytique avec un matériau de revêtement comprenant au moins une majeure partie de métal . Selon un autre aspect de l'invention, un support comprend un renforcement de filament enroulé, noyé dans le matériau constituant la matrice, ce matériau 10 comprenant une majeure partie de métal, et ayant été recouvert par galvanoplastie. Celui-ci peut être simple métal tel que le platine, le cuivre ou l'argent, ou un alliage tel que le cuivre ou le plomb, avec de l'étain, du cuivre et du platirie etc. soumis à ce qui peut être déposé par électrolyse. Ledit métal peut comprendre le seul constituant du revêtement, on peut 15 constituer principalement une matrice, dans laquelle sont dispersées des inclusions non métalliques. Ces inclusions peuvent être en un matériau lubrifiant solide, tel que le bisulfure de molybdène ou le bisulfure de tungstène ou le poly-tétraf I uoroéthy I ène. Alternativement, la matrice peut comprendre une masse poreuse métallique 20 qui peut être imprégnée d'un liquide ou d'un lubrifiant semi-liquide. Selon une alternative, ledit revêtement peut comprendre un métal de bas coefficient de frottement, pour obtenir de bonnes propriétés de support. De préférence, ledit revêtement est traité de manière à noyer les fibres enroulées dans une matrice continue du matériau de revêtement. Ainsi, dans le 25 cas de simples supports tourillonnés, les fibres peuvent être enroulées sur la circonférence d'une surface cylindrique, pour produire une coque cylindrique. Afin d'obtenir un revêtement ayant des inclusions de matériaux lubrifiants solides, ce matériau est, de préférence, introduit dans l'électrolyte sous forme de fine dispersion. Cette dispersion peut être maintenue par un pompage de !'é-30 coulement inverse de l'électrolyte, à travers un filtre, pour donner un écoulement égal. Cette technique peut également être utilisée pour produire une matrice en alliage, le constituant étant dispersé dans l'électrolyte, de façon que les particules de ce constituant soient dispersées dans la matrice formée' par dépôt 35 électrolytique. Un chauffage convenable peut être pratiqué, pour diffuser les 69 V. 525 2 2013366 constituants et former l'alliage final. La présente invention se rapporte aux supports tourillonnés et aux cages ou autres parties des roulements à billes, et peut être utilisée pour fournir une solution aux problèmes soulevés par la fabrication de ces éléments. Dans l'art 5 antérieur, les supports plats devaient satisfaire à deux conditions contradictoires. Ainsi, le métal du support devait être doux, pour pouvoir enrober les particules abrasives, et pour qu'il puisse supporter sans inconvénient une certaine excentricité de l'arbre sur lequel il est monté, tandis que le support lui-même devait être solide pour supporter les charges dynamiques normales, et résistant à la 10 fatique, de manière à ne pas être affecté par le cycle constant des charges à supporter. Une solution à ce problème, qui a déjà été suggérée, est d'utiliser une structure laminée, dans laquelle le matériau de support actuel a été appliqué suivant une couche fine, sur un matériau de base fin mais fort. Malheureusement, 15 la finesse du revêtement peut entraîner un danger/rapide, le support portant alors sur le matériau de base fort, et endommageant l'arbre. Cette approche n'est pas encore satisfaisante pour les hautes températures, puisque le matériau de support tend à fondre, à partir de la coque de base. Une autre approche utilisée pour les supports à haute température, est 20 d'utiliser un matériau métallique aggloméré, imprégné d'un lubrifiant solide ou liquide. Cependant, le matériau de matrice aggloméré ne sera pas très résistant. Dans la présente invention, la couche utilisée pour le support ou la cage, comprend un matériau de matrice, qui est soit un matériau lubrifiant propre, ou une matrice pour une certaine sorte de matériau lubrifiant, qui est renforcée par 25 un filament enroulé, la matrice ayant été appliquée au matériau en filament par un procédé de galvanoplastie. Ainsi, le matériau de support comprend une matrice, qui peut être tendre ou comprendre des inclusions de lubrifiant, renforcée d'un matériau en filaments, qui peut être en acier ou autre matériau fibreux résistant, tel que des fibres de carbone. Ainsi, il est possible d'utiliser un maté-30 riau non conducteur pour le renforcement en filaments, de pré-traiter le filament si nécessaire, pour lui donner une conductibilité suffisante. Comme il est bien connu, les efforts sont transférés à partir du matériau de la matrice, vers le matériau de renforcement, de façon que même des matériaux de matrices relativement faibles aient une résistance suffisante lorsqu'ils sont combinés à un renforce-35 ment de filaments résistant. Afin d'améliorer la résistance à la compression du 69 21525 3 2013 3 ô 6 matériau de support, la fibre peut être en forme de bande plate. Pour les applications aux basses températures, il est normalement préférable d'utiliser une matrice de matériau tendre de faible frottement, tandis que pour les applications aux hautes températures, il est préférable d'utiliser un ma-5 tériau résistant aux hautes températures. Ce matériau peut comprendre des inclusions lubrifiantes par exemple, de la manière décrite ci-dessous,ou peut être poreux, pour permettre à l'huile ou à la graisse de l'imprégner. Des matériaux poreux peuvent être avantageusement constitués en réglant le procédé d'enroulement du filament et le taux de dépôt de la matrice, pour laisser des 10 espaces entre deux enroulements consécutifs de la fibre. Un appareil utilisant le procédé de la présente invention est représenté par le dessin annexé. Sur le dessin, la référence 10 indique un réservoir en forme d'entonnoir, qui est rempli en 11 d'un électrolyte liquide. L'électrolyte 11 dépend du maté-15 riau à déposer. Pour déposer du cuivre, du nickel ou du plomb, une simple solution de sel tel que des sulfates ou des fluoborates peut être utilisée, tandis que pour des matériaux plus compliqués, tel que de l'argent ou des alliages de cuivre-étain, des solutions complexes de cyanures ou analogues sont nécessaires. Un filtre 12 sépare la partie inférieure du réservoir 10 de la partie supérieure, et 20 une certaine quantité de matériau en poudre qui doit apparaître dans le produit final comme une inclusion dans la matrice formée électrolytiquement, recouvre ce filtre 12. Ce matériau peut être, par exemple, un matériau lubrifiant solide tel que le bisulfure de molybdène ou le polytétrafluoroéthylène. Dans un exemple particulier, des particules de bisulfure, d'environ un micron, sont utilisées 25 dans un électrolyte de sulfate de cuivre pour produire une matrice de cuivre avec des dispersions de bisulfure de molybdène. Afin d'agiter l'électrolyte, et que les particules solides se dispersent, on adopte un système de pompage inverse de l'écoulement. Un conduit 13 prend l'électrolyte dans la partie supérieure du réservoir 10, et l'amène à une pompe 14, 30 la sortie de la pompe est prise par un second conduit 15 à la partie inférieure du réservoir 10. La circulation de l'électrolyte dans la partie inférieure du réservoir, à travers le filtre 12 (qui contribue à l'égalité de l'écoulement) et dans la partie supérieure, maintient une bonne dispersion des particules solides dans l'électrolyte. 35 L'appareil requis pour former le support est immergé dans l'électrolyte 11, 69 21525 4 2013366 dans la partie supérieure du réservoir 10. L'appareil consiste en un bâti 16, sur lequel est monté un rouleau 17, ce rouleau étant électriquement conducteur, et relié, comme indiqué par la ligne polntlliée, en 18, au pôle négatif d'une source de courant continu. Le rouleau 17 tourne autour d'un axe, à l'aide d'un 5 moteur 19, par des moyens non représentés. De plus, le bâti supporte un rouleau-guide 20. Une bobine 21 supporte un câble enroulé de carbone ou d'autre fibre convenable, et alimente la fibre de carbone sous forme de câble par-dessus le rouleau 20 et sous le rouleau entraîné 17. Le bâti 16 est monté sur le rouleau 17, et im-10 mergé dans l'électrolyte. Une cathode 22 est également immergée dans l'électrolyte, et est reliée à l'autre pôle d'une source de courant continu. Durant le fonctionnement, le câble de fibre de carbone est enroulé à partir du rouleau 21, par-dessus le rouleau d'alimentation 20, et sur le rouleau 15 entraîné 17. Lors de son contact avec le rouleau 17, il se charge négativement, étant donné le branchement du rouleau 17 à la source de courant continu. De façon connue, le métal est déposé à partir de la solution, sur un tambour, et la fibre qui est enroulée sur le tambour, forme ainsi une coque cylindrique comprenant des enroulements sur la circonférence de matériau en filaments noyé dans 20 une matrice largement métallique. Les très fines particules de bisulfure de molybdène étant dispersées dans la solution, elles sont portées avec les ions du métal, et noyées dans la matrice métallique. Ainsi, la matrice comprend le métal avec le lubrifiant solide dispersé. Il est évident que le procédé ci-dessus peut être utilisé pour produire des 25 formes plus compliquées telles que celles requises pour les supports tourillonnés ou pour les cages , ou les insertions dans les cages pour les supports de roulements à billes. Bien que des matériaux précis aient été mentionnés ci-dessus, il est évident qu'il existe une certaine variété de matériaux pouvant convenir. Ainsi le plomb 30 ou les alliages étain-plomb peuvent être utilisés pour les applications aux basses températures, avec des inclusions de lubrifiants solides si nécessaire, tandis que le cuivre, le bronze ou l'argent peuvent être utilisés pour une application à haute température, avec les mêmes inclusions de lubrifiant. Pour le métal des filaments de renforcement, des fils peuvent être utilisés au lieu de fibres de 35 carbone, ou alternativement une fibre de céramique. 21525 5 2013366 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. 69 21525 6 2013366 Revendications 1 . Procédé de fabrication d'un support ou d'une partie de support, caractérisé en ce qu'il comprend l'enroulement d'une fibre sur un moule, et le revêtement de la fibre enroulée par un matériau de revêtement, ce revêtement étant effectué par un procédé de dépôt électrolytique, et le revêtement comprenant au 5 moins une majeure partie de métal. 2. Procédé de fabrication d'un support ou d'une partie de support, selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est traité de manière à inclure des fibres enroulées dans une matrice continue du matériau de revêtement. 3. Procédé de fabrication d'un support ou d'une partie de support selon 10 les revendications 1 ou 2, dans lequel ledit revêtement comprend plusieurs composants. 4. Procédé de fabrication d'un support ou d'une partie de support selon la revendication 3, dans lequel la phase de revêtement comprend la galvanoplastie, à partir d'un électrolyte dans lequel des particules d'un matériau sont dispersées, 15 d'un métal déposé par électrolyse avec des inclusions du matériau constituant les particules. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite dispersion est maintenue par l'écoulement inverse de l'électrolyte à travers un filtre poreux. 6. Procédé selon les revendications 4 ou 5, dans lequel ledit matériau 20 constituant les particules comprend un matériau solide lubrifiant. 7. Procédé selon les revendications 4 ou 5, dans lequel ledit matériau constituant les particules comprend un métal formant un alliage avec le métal déposé par électrolyse. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ledit revêtement est 25 chauffé, pour diffuser intérieurement les composants. 9. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel les paramètres du procédé sont choisis pour produire un revêtement sur la fibre, le revêtement étant imprégné d'un lubrifiant. 10. Support comprenant un renforcement de filaments enroulés,noyé dans 30 un matériau de matrice déposé électrolytiquement, le matériau de matrice comprenant au moins une majeure partie de métal. 11 . Support selon la revendication 10, dans lequel ladite mbtrice comprend un métal, à l'intérieur duquel est dispersé un lubrifiant. 12. Support selon la revendication 11, dans lequel le lubrifiant est un solide 35 13. Support selon la revendication 12, dans lequel le lubrifiant comprend du bisulfure de molybdène,ou du bisulfure de tungstène, ou du polytétrafluoroéihy- 69 21525 7 2013366 lène. 14. Support selon la revendication 11, dans lequel ladite matrice est poreuse, et ledit lubrifiant est un liquide dispersé dans la matrice.