Brevet FR2135368A1 — publié le 19721215

i 2135368 Etant donné le bon comportement de l'acier sur le bronze ou sur des métaux analogues, on utilise fréquemment, dans des trains d'engrenages de haut rendement, des pignons de renvoi en bronze qui, lorsqu'ils sont de dimensions relativement importantes, sont fa-5 briqués en deux parties, afin de diminuer leur prix de revient. On fabrique alors le moyeu de ces pignons en fonte ou en acier et leur couronne dentée en bronze ou en un métal analogue en fixant cette dernière sur le moyeu par emmanchement à chaud ou par vissage ou encore en coulant dans des moules en sable les couron-10 nés directement autour des moyeux (brevets suisse 178 300 et surtout français 667 377). On sait aussi couler des anneaux de bronze autour de moyeux en acier en opérant une diffusion par échauffement à l'abri de 1' air pour obtenir une liaison intime susceptible de résister a des 15 charges importantes (publication VDI volume 85, page 13). Des couronnes emmanchées à chaud peuvent se libérer lorsqu'elles sont soumises à un échauffement intense par frottement, alors que les couronnes vissées peuvent se desserrer par matâge des trous de vis lorsqu'elles sont soumises à de subites inversions de cou-20 pie, ce qui tôt ou tard fait aboutir à des incidents de fonctionnement. Lorsqu'on coule la couronne dans un moule de sable autour du moyeu, il peut se produire des retassures qui, généralement, ne se révèlent qu'au cours de l'opération de fraisage des dents et qui 25 condamnent au rebut des pièces auxquelles on a déjà consacré un temps de main d'oeuvre important. L'invention a pour but la fabrication d'une couronne d'une structure homogène sans retassures et autres défauts. L'invention est basée sur le principe en soi connu de la coulée 30 centrifuge à laquelle elle a recours pour atteindre le résultat visé. On a déjà envisagé de faire comporter, par une coulée centrifuge, une enveloppe en métal non ferreux à des moyeux en acier ou en fonte (brevet allemand 844 957) mais on n'a pas d'autres précisions sur la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication. 35 Dans le procédé conforme à l'invention, tel qu'il est spéci fié dans la revendication 1» après refroidissement de la couronne en bronze, on chasse au marteau les goupilles de retenue coniques du disque annulaire, on enlève ce dernier et après avoir enlevé l'é-crou et la plaque de serrage, on enlève le moyeu avec sa couronne *0 en bronze rapportée par coulée centrifuge. Après tronçonnage d'ex 72 16902 2 2135368 croissances en matière superflue récupérable, l'ébauche du pignon d'engrenage est prête pour subir l'usinage complémentaire. L'invention offre l'avantage de permettre l'utilisation du moyeu sous forme d'ébauche brute et, par conséquent, de rendre inuti-5 le tout travail d'ajustage avant la coulée centrifuge de la couronne en bronze et de supprimer de ce fait aussi toute comparaison avec des calibres avant la mise en place du moyeu dans la couronne. La couronne de bronze se trouve adaptée sans jeu sur le moyeu par une liaison propre à réaliser une pénétration des porosités super-10 ficielles de ce dernier et à s'opposer à toute séparation même sous un échauffement exagéré et même en cas d'inversion brutale du couple transmis. Grâce aux forces centrifuges qui se produisent pendant la coulée on supprime toute formation de retassures on obtient une structure homogène en tout endroit et on évite toute mise au rebut 15 pour défaut de coulée dans la couronne. Par ailleurs on assure, pendant le fonctionnement, une répartition uniforme des charges sur les surfaces, de sorte que l'usure est aussi faible que possible et se fait uniformément. Tout en économisant du travail de précision avant l'adaptation de la couronne en bronze, on évite aussi la per-20 te par formation de retassures, de sorte que les ébauches puissent être obtenues d'une façon plus économique et plus rapide sans avoir à faire intervenir des machines et des outils coûteux. Comme il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des moules spéciaux et comme le processus de coulée peut s'achever aussi plus rapidement par le 25 refroidissement rapide de la coquille, il devient en outre possible de livrer des ébauches beaucoup plus rapidement que jusqu'à présent. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Fig. 1 est une vue en plan d'une coquille cylindrique avec vin disque annulaire, retenu par des goupilles coniques. Fig. 2 est une coupe selon II-II Cfig. 1) de la coquille cylindrique, montrant une couronne en bronze rapportée par coulée centrifuge sur un moyeu et comportant des excroissances de matière Q C perdue, un entonnoir de coulée étant indiqué sur la même figure en traits mixtes. Une coquille cylindrique 1 contient un plateau 2 déplaçable en translation dé telle manière que, par une force déterminée, elle puisse être réglée en position en fonction de la largeur de la cou- ilQ ronne dentee 3. Au plateau 2 est fixe un goujon central 4 avec un 72 16902 3 2135368 écrou 5. Au même plateau 2 est fixée, au moyen de chevilles 7, une bague d'écartement 6 qui comporte à son bord libre un épaulement périphérique 8, dans lequel est centrée l'ébauche de moyeu 9. La saillie périphérique 10 retient, par sa face frontale, une plaque 5 annulaire 11 en amiante qui recouvre le creux 12 situé entre le moyeu 13 et la jante 14. Une plaque de contre-appui 14a, comportant un bord périphérique rabattu 15, peut être serrée par un écrou 5' pour appliquer l'ébauche de moyeu 9 solidement contre la bague d'écartement 6 et le plateau 2. Le bord rabattu 15 applique en même 10 temps une plaque annulaire en amiante 11' contre la jante 14 pour fermer l'espace 12 situé entre le moyeu 13 et la jante 14. A sa périphérie la jante 14 comporte un bourrelet 16 rapporté par moulage, interrompu d'endroit en endroit par des dépressions 17 susceptibles de constituer une retenue par tenons et mortaises du moyeu 14 à 15 la couronne 3 en bronze rapporté par coulée centrifuge, de sorte que ladite couronne soit rendue solidaire de l'ébauche de moyeu 9 sans possibilité de glissement. Le creux de coulée 19 est délimité par un disque annulaire 20 qui peut être introduit dans une gorge 21 tournée dans la coquille 1 et retenu sans jeu par des goupil--20 les coniques 22. Ensuite on met la coquille 1 en rotation autour de son axe vertical et on introduit le métal en fusion au moyen d'un entonnoir 23 dans le creux 19. Le métal fondu est centrifugé en direction des flèches vers la périphérie et il s'établit dans ce métal une pres-25 sion qui pousse le métal liquéfié également en direction des flèches centripètes contre la jante 14 du moyeu en réalisant une liaison intime du métal centrifugé avec cette jante 14, de sorte qu'après refroidissement, la couronne en bronze 3 constitue avec la jante 14 du moyeu un ensemble monobloc. Lorsque la couronne 3 en bron-30 ze est figée, on chasse les goupilles 22 au marteau, on enlève le disque annulaire 20, on desserre 1'écrou 5' et on retire l'ébauche de moyeu 9 munie de la couronne en bronze 3. Ensuite on peut fixer une nouvelle ébauche de moyeu 9 dans le moule et procéder immédiatement à un nouveau moulage. Après tronçonnage des têtes perdues 18 35 l'ébauche du pignon d'engrenage est prête à l'expédition et à un u-sinage complémentaire. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant 40 les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 72 16902 2135368 REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication de pignons d'engrenage en bronze ou analogue comportant un moyeu rapporté en fonte ou en acier et sur 5 ce moyeu un bourrelet interrompu par des dépressions afin d'améliorer la liaison mécanique entre couronne et moyeu, caractérisé en ce que la couronne dentée (3) est rapportée sur le moyeu (9) par coulée centrifuge au cours de laquelle l'enveloppe du moule Cl) tourne autour de son axe vertical, alors qu'il se forme, au-dessus 10 et en-dessous du niveau du moyeu, des excroissances perdues (18, 18') de dimensions pré-déterminées qui, à l'état liquide, exercent sur le moyeu la pression de moulage voulue par suite de l'effet centrifuge et de la mise en pratique des lois de l'hydraulique. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la re-15 vendication 1, caractérisé en ce que l'ébauche de moyeu (9) est fixée au moyen d'un goujon (4) et d'un écrou (5') concentriquement par rapport à une coquille cylindrique (1) sur un plateau (2) monté coulissant dans cette coquille pour pouvoir y être déplacé, en ce qu'une bague d'écartement (6) fixée au plateau (2) par des che- 20 villes (7) maintient en même temps par une saillie périphérique (10), prévue à son bord libre, un disque annulaire (11) en amiante qui recouvre l'espace situé entre le moyeu (13) et sa jante (14) pour s'opposer à une entrée de métal en fusion dans l'espace intérieur du moyeu, en ce qu'une plaque de serrage (14a) maintient pour 25 la même raison par son bord périphérique(15) une autre plaque annulaire (11r) en amiante qui recouvre l'espace (12) entre le moyeu (13) et sa jante (14) du côté extérieur du moyeu, et en ce qu'enfin l'extrémité de la coquille cylindrique (1) est fermée par un couvercle annulaire (20) ajusté dans vm tournage (21) de cette extré-30 mité et fixée par des goupilles coniques (22) enfoncées au marteau, de sorte que l'opération centrifuge proprement dite puisse avoir lieu.