Brevet FR2138314A1 — publié le 19730105

Oa sait que dans les constructions mécaniques les portus cylindri ques deotinées à recevoir des arbres tournants sont réalisées le plus souvent au moyen de pièces rapportées, les matériaux constituant le bâti des machines ou leurs pièces principales n'offrant géntralement pas le coëfficient de frottement souhaitable, et l'apport local de matériau anti-friction, par soudure, étant une opération difficile et coûteuse. la pratique s'est donc généralisée de garnir ces tonrillons de bagues minces dont lasurface est spécialement préparée pour diminuer autant que possible le coefficient de frottement. De telles bagues, qui sont d'une seule pièce quand il n'y a pas d'épaulement qui expêcherait leur montage, et en deux pièces dans le cas contraire, donnent entière satisfaction. ais elles doivent être parfaitement adaptées à leur logement, et leurs diamètres intérieurs et extérieurs doivent entre rigoureusement conzen- triques. Ce sont donc des pièces relativement coûteuses, car leur fabrication exige le respect de tolérances très strictes. Il n'est pas possible de les introduire, comme on souhaiterait souvent pouvoir le faire, à l'intérieur de logements comportant un double épaulement.D'autre part, les nécessités de leur usinage oblige à leur donner une épaisseur notable, sans utilité pour leur fonction- nement La présente invention remédie entièrement à ces inconvénients Elle consiste essentiellement à découper ces garnitures de friction dans des feuilles minces, suivant un contour tel qu'il suffise de les enrouler au diamètre voulu pour qu'elles constitue une spirale à surface cylindrique, s'adaptant exactement à son logement. La ligure I représente une telle spirale, a spires jointives. Une telle spirale, à surface cylindrique, est ohtenue à partir d'une feuille mince découpée aproximativement comme l'indique la Figure 2, c'est-à-dire en forme de losange. On remaroue que dans ce cas, qui constitue une forme préférentielle de réalisation de l'invention, la spirale comporte une seule spire. la Figure I représente une garniture suivant l'invention, telle qu'elle se présenterait dans son logement, nui n'est pas représenté. Mais il est facile de comprendre eue c'est ce logement même qui détermine en fin de compte la forme de la garniture, pour peu que les dimensions de celle-ci soient convenablement choisies, et que l'élasticité du matériau qui la constitue l'applique bien dans son logement. Il suffit donc que la feuille constituant la garniture soit d'épaisseur constante pour que la portée soit rigou reusement concentrique au logement. On voit donc que les garnitures suivant l'invention permettent une importante économie d'usinage, tout en assurant une plus grande précision de montage. I1 n'est généralement pas nécessaire d'immobiliser en rotation les garnitures suivant l'invention dans leur logement, pour la sim ple raison que leur rotation éventuelle n présente aucun inconvé nient, et peut même présenter l'avantage de répartir l'usure éven Otuelle Dans les cas particuliers oU il convient d'éviter cette rotation des garnitures suivant l'invention, on peut recourir à un adhésif ; mais le choix de l'état de surface de la garniture en contact avec le logement, joint à l'effet de l'élasticité propre de la garniture, peut aussi suffire à empêcher la rotation. On peut aussi plier perpendiculairement une desextrémités en biseau de la spirale, par exemple l'extrémité figurée en 2 sur la Figure 2, qui serait pliée, perpendiculairement au plan de la Figure suivant un axe comte Y Z . (ette extrémité 2 peut alors être insérée dans une cavité idoine ménagée dans le logement, ce qui est particulièrement facile à réaliser qnand le logement est en deux pièces, comme l'est, par exemple, un pied de bielle. On s'aperçoit, en examinant la Figure I, que toute pression axiale sur la garniture - supposée contenue dans son logement - tend à la fois à serrer étroitement l'in contre l'autre les bords de la spirale, es à appliquer plus étroitement laspirale dans son logement puisque la pression relative des bois de la. spirale tend à augmenter son diamètre. Cette double propriété des garnitures suivant l'invention les rend particulièrement aptes au chemisage de cylindres destinés à recevoir des pistons.Ainsi, l'application de l'invention aux cylindres des moteurs thermiques est particulièrement iniirss sante, car elle permet de munir des cylindres en métal léger de chemises très dures, sans que le matériau constituant ces chemises puisse introduire de contraintes importantes dues aux différences de dilatation, pour la simple raison que la couche dure ainsi rapportée suivant l'iilvention peut etre très mince, et incapable de ce fait d'être le siège d'efforts importants. On remarquera aussi, en examinant la Figure I, que si la garniture qu'elle réprésente était contenu dans un logement cylindri- que lisse ut. costpirtant pas dèpaulement, elle tendrait, du seul fait de son élasticite propre, à écarter ses extrémités, ce qui revient à une augmentation de son rayon de courbure.Supposons maintenant que le logement soit muni d'un double épaulement, tel qu'une garniture découpé@ comme l'indique la ligure - le rempliese enactement, mais qu'on introduise dans ce logement une @ar@iture découpée non celle indiquée en traits pleins par la@iqure .J, mais comble celle indiquée, tou@@urs sur cette Figure 2, par trois traits pleins et un trait pointillé. l'élasticité de cette garniture aura pour effet d'appliquer exactement contre les épaulements les entés parallèles ( verticaux sur la ligure ::) ) de telle sorte que les bords de la spirale resteront parallèles entre eux, mais séparés de la distance ieme qui sépare sur la Figure 2 le trait inférieur plein du trait pointillé. La portée aitsi réalisée n Les garnitures suivent l'inventi@n peuvent être livrées, par l'atelier qui les fabrique, sous la forme plate repré sente e ligure 2 Mais, dans certains cas, il peut êt@e avantageux pour l'utilisateur de les rec@woir déjà enroules à un diamètre Vol silt de icelui d'utili dation, pour faciliter l'opération de montage. pans ce cas, un mode préférentiel de conditionnement, suivant l'inventi@@, est celui représenté par la Figure ; ;., qui montre la façon d'utiliser ce condi tionnement à la garniture d'une portée femelle épaulée, ce qui est, nous l'avons vu, une des possibilites les plus intéres@ ntes offer @tes par l'invention. Suivant ce mode préférentiel de conditionnement, la spirale constituant la garniture est contenu dans on étui eylindrieue mince représenté en 4. le diamètre extérieur de cet étui est légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'arbre destiné à tourilloner dans lagarniture, si bien que la garniture elle-même est enroulee à un diamètre nettement inférieur à son diamètre d'utilisation. La garniture T , au moment de l'embaliage, I > 'est introduite dans I'étui qu'après une rondelle a, et l'étui -I lui-même comporte , du côté ou se trouve la rondelle 5, une gorge facilitant sa manutention. Comme on levoit siir la ligure, I'axe del'étui est dégagé au centre de cette orge, mais larondelle @ assure de ce côté l'étan ebéité de ltemballage, qui peut évidemment être assurée de l'autre côté par un simple couvercle, n n représenté. te couvercle éventuellement retiré, il est facile d'introduire l'emballage à la place de l'arbre destiné à tourilloner dans la garniture, et à le positionner axialement desorte que la garniture se trouvedans le plan même de son logement. Ceci fait, il suffit d'immobiliser la rondelle 5 - par exemple au moyen d'un tampon 6 ( qui peut d'ailleurs en être solidaire ) et de tirer l'étui 4 par sa gorge pour dégager progressivement la ######### spirale, qui, par Soit élé sticité propre, vient immédiatement prendre place dans son logement. La l'igtire 3 représente une telle opération en cours d'exécution, au moment où la spirale I commence à s'appliquer à la partie supérieure du logement ménagé dans lapièce 3, la rondelle @ étant immobilisée par le tampon ti et l'étui 4 étant tiré dans le sens de la flèche de façon à dégager la spirale. On devine que le gain de temps résultant de l'emploi d'un tel emballage en compense largement le prix. On voit cependant que, pour cette application particulière, il y a lieu de choisir pour les garnitures suivent l'inventi@n des matériaux constitatifs et des épaisseurs telles @ue leur limite élastique ne soit pas repassée au cours de l'emballage, alors que dans toutes les autres apllications l'adhérence de la garniture dans son logement peut être olitenue par un procédé quelconque ne faisant pas appel à la résistance mécanique des materiaux constitutifs i!e la garniture et qu'@@ des avantarres de l'@@vention est précisément de permettre l'emploi @ventnel de matières relal ivement molles, eventuellement en épaisseurs trs minces, et que l'inven- tion apporte ainsi une so@atio@ très générale aux problèmes de frottement cylindriques, qu'ils soient re@tilignes ou de rotation. REVENDICATIONS. I.- Garnitures cylindriques de frottement, caractérisées par le fait qu'elles sont découpées dans des veuilles élastiques minces suivant un contour permettant de les enrouler en spirale à spires éventuellement jointives et de constituer ainsi une surface cylindrique continne au diamètre désiré. 2 - ode préférentiel de l'invention suivant @@@, caractérisé par le fait que laiorme développée de lagarniture affecte la forme d'un losange, la longueur d'un des côtés de ce losange étantapproximati- vement égale à lacirconférence de la portée concernée, et la largeur dn losange étant approximativement égale à lwlongueur de ladite portée suivant son axe, detelle sorte que la garniture montée se pressente sous l'aspect d'une sprrale cylindrique à spire unique. 3 - Garniture suivant T, caractérisée par le fait que l'élasti- cité du matériau qui la constitue tende à la faire adhérer / à la portée cylindrique qu'elle garnit. 4y- Mode de réalisationde l'irventiou, convenant particulièrement au chemisage de cylindres destinés an guidagede pistons. 5O- Garnitures suivant I, 2, 3, caractériséespar le fait qu'elles constitnent une spirale à spires non jointives, l'espace entre les spires constituaIt ainsi une gorge creuse en spirale permettant la répartition du lubrifiant sur toute la surface de la portée. 6 - Garniture suivant I, 2,3,4 ou 5, caractérisée par le fait qu'un des biseaux formant une des extrémités de la spirale est plié à angle droit et inséré dans un logement idoine ménagé dans la portée à garnir, de façon à prévenir toute rotation intempestive de la garniture. 7 - Mode de conditionnement des garnitures suivant l'invention, caractérisé par le fait oue lagarniture est conteine dans une enveloppe cylindrique dont le diamètre -extérieur est légèrement inférieur à celui de l'arbre destiné à tourilloner dans ladite garniture, cette enveloppe contenant aussi une rondelle indépendante appliquée contre nn côté de la garniture, de sorte qu'il suffixe d'immobiliser axialement la spirale au moyen de la rondelle, et de faire glisser l'enveloppe, pour placer la garniture dans son logement.