Brevet FR2173850A1 — publié le 19731012

la présente invention est relative à un procédé nouveau pour la fabrication de cylindres alesés, notamment de cylindres pour des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Ou sait qu'un cylindre de vérin comprend un corps cylindrique creux muni à une extrémité d'un fond rapporté au cylindre. Le cylindre est généralement usiné à partir d'une ébauche cylindrique plus épaisse. Il en résulte un prix de revient élevé du fait de l'importance de l'usinage néoessaire. De plus on sait qu'il n1 est pas possible de faire frotter correctement l'une sur l'autre deux pièces usinées en acier, on est donc obligé d'équiper les pistons des vérins de bague de guidage en matériau ayant un bon coefficient de frottement. Ces dispositions augmentent encore le prix de revient. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients en réalisant à peu de frais, des cylindres permettant le coulissement de pistons sans interposition d'organes de guidage rapportés. Le procédé selon l'invention consiste à obtenir la cote d'alése finale da cylindre en inueotant de la matière plastique sur la paroi intérieure du cylindre dont ltébauche du diamètre a été réalisée par un moyen classique et dont le fond a été ou non soudé au préalable. Cette opération est réalisée sur une presse à injecter les plastiques éventuellement sous vide. La matière plastique est injectée par Ees orifices du vérin entre la paroi intérieure où se fait l'accrochage et un mandrin monté sur le vérin de la presse et positionné au fond du cylindre. Le mandrin est calibré au diamètre intérieur de l'alésage (en tenant compte du retrait de moulage). L'avantage de ce procédé est d'obtenir en une seule opération le diamètre définitif et un état de surface parfait. La matière plastique sera choisie en fonction de ses caractéristiques et prinoipalement : caractéristiques mécaniques élevées résistance à l'abrasion et c.effioients de frottement bons, résistance aux huiles hydrauliques, bonne moulabilité. Ce peut être un polyamide. Il doit être entendu que cette matière n'est donnée qu'à titre d'exemple, et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention. Enfin une autre caractéristique de l'invention consiste à prévoir pour la couche interne de revêtement en matière plastique, une lèvre de retour appui: quée sur le fond du vérin. Cette disposition évite que le liquide sous pression du vérin ne risque de remonter entre le cylindre et sa ohemise de matière plastique. En définitive, le procédé selon l'invention consiste à prendre un rylin- dre métallique, et à le finir par mise en place des soudures ou pièces rappor tées, après quoi on le soumet à l'opération de plastification interne précitée qui garantit la cote de l'alésage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue éclatée avec une coupe axiale des éléments utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Fig. 2 est une coupe axiale de l'ensemble après montage, pendant la charge d'injection. Fig. 3 et 4 montrent deux variantes avec lèvres d'étanchéité interne. Fig. 5 montre une variante d'outillage pour injection de plastique sous forte pression. On a représenté sur les Fig. 1 et 2 la paroi métallique 1 d'un cylindre. Cette paroi est utilisée comme moule et, #dans la plupart des cas, elle suffit à contenir les pressions de moulage. En cas de paroi mince pour le corps 1, on emprisonnera ce cylindre dans deux dem#-coquilles solidaires de la machine et qui épouseront la forme extérieure du cylindre. Des gorges d'accrochage 2 pourront astre réalisées sur la paroi interne du cylindre, pour faciliter l'accrochage de la matière plastique. On commence par opérer sur le corps 1 toutes les opérations de soudure nécessaires par exemple pour la mise en place du fond 3 et des embouts 4 et 5 prévus pour l'alimentation du vérin en liquide hydraulique. Une fois ce corps 1 terminé, on équipe son sommet d'un joint détanchéité 6, puis on l'engage autour d'un mandrin 7 surmonté par un socle 8. Celui-ci vient écraser le joint 6 et assurer l'étanchéité. Le mandrin 7 peut posséder à son extrémité un téton de centrage 9 capable de venir s'engager dans un logement 10 de la face interne du fond 3. Après montage, un espace annulaire libre est défini entre le mandrin 7 et la paroi interne du corps 1. Par l'un des deux orifices du vérin, par exemple par l'orifice 5, on injecte de la matière plastique qui remplit cet interstice pour définir une chemise de rev#ement interne 11. On comprend qu'on obtient ainsi rigoureusement la cote définie par le mandrin t1 si bien que la chemise de revêtement 11 peut entre utilisée telle quelle avec précision pour le coulissement étanche d'un piston de vérin sans nécessiter aucune opération ultérieure d'usinage. Enfint les caractéristiques de frottement de la chemise 11 sont excellentes, ce qui permet le coulissement pratiquement sans usure d'un piston de vérin en acier ou en matière plastique usinée. En définitive, le procédé selon l1inven- tion permet de garantir des tolérances serrées sur le diamètre interne de l'alésage 11. Celui-ci peut être utilisé non seulement dans l'huile, mais également Si le vérin doit travailler à l'eau ou en milieu corrosif. De plus, il n'est plus nécessaire de prévoir sur le piston des bagues de guidage anti-friotions. Pour faciliter le démoulage du mandrin 7, on peut munir ce mandrin d'un refroidissement intérieur, par exemple par circulation d'eau. Ainsi, immêdiste- ment après l'injection de la matière plastique 11 on commence par refroidir le mandrin 7 qui se contracte en premier. La matière plastique Il s'en décolle ~lle-mtme par le jeu des dilatations, et il reste facile d'extraire le mandrin 7. On a représenté sur la Fig.3 une variante où l'on prévoit à l'extrémité de la chemise 11 contre la face interne du fond 3, une lèvre d'étanhéité périphé risque 12. Cette lèvre a pour but de se plaquer sur le fond 3 sous l'effet de la pression hydraulique interne du vérin, évitant ainsi tout décollement intempestif de la chemise 11. Sur la figure 4 on a illustré une autre variante de réalisation possible sur la lèvre d'étanchéité qui se présente sous la forme d'un épaulement annulaire plat 13, réalisé d'une pièce avec la chemise plastique 11 et plaqué contre le fosi 3. On a représenté sur la Fig.5 une autre variante convenant bien à l'injection de matière plastique sous une pression très élevée (par exemple de 200 à 300 bars). En effet, si l'on utilisait pour cela l'outillage illustré sur les Fig. 1 et 2 le corps cylindrique 1 aurait tendance à se gonfler sous l'effet de la pression d'injection interne de la matière plastique 11. Pour éviter cela, on place autour du corps cylindrique 1 un tube métalliqué 14 qui définit entre eux un interstice 15. Par ailleurs, comme précédemment, on monte le mandrin 7 à l'intérieur du corps 1. Après assemblage, on effectue l'injection de matière plastique à la fois dans l'espace périphérique 15 et dans 11 espace interne 11. Le corps cylindrique étant soumis à la pression hydrostatique à la fois intérieurement et extérieurement, il n'a aucune tendance à se déformer et conserve sa cote. Après démoulage, on obtient un corps de vérin 1 plastifié à la fois intérieurement (il) et extérieurement ( 15 ). R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour la fabrication d'un cylindre alésé, caractérisé en ce quton obtient la cote d'alésage finale du cylindre en injectant de la matière plastique sur la paroi intérieure du cylindre dent l'ébauche du diamètre a été réalisée par un moyen classique et dont le fond a été w non soudé au préalable. 2. Procédé suivant la Revendication 1 caractérisé en ce que ltopération d'injection de la matière plastique est réalisée sur une presse à injecter éven tuellement sous vide. 3. Procédé suivant la Revendication 1 caractérisé en oe qu'on injecte la matière plastique par les orifices latéraux du cylindre1 qui peut ttre un corps de vérin, entre la paroi -intérieure où se fait l'accrochage et un mandrin monté sur le vérin de la presse et positionné au fond du cylindre. 4. Procédé suivant la Revendication 3, varactérisé en ce qu'on utilise un mandrin calibré au diamètre intérieur de l'alésage du corps cylindrique, en tenant compte du retrait de moulage, ce qui permet d'obtenir en une seule opéra tien le diamètre définitif de l'alésage et un état de surface parfait. 5. Procédé suivant l'une quelconque des Revendications précédentes, carao térisé en ce qu'on place le cylindre métallique entre un mandrin intérieur et une coquille extérieure de façon à définir deux espaces intermédiaires l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur du corps cylindrique, l'injection de matiè re plastique s'effectuant simultanément dans ces deux espaces intermédiaires, Si bien que le corps cylindrique est à chaque instant soumis à un équilibrage hydrostatique qui, après démoulage, plastifié à la fois intérieurement et exté rieurement. 6. Corps de vérin obtenu par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est recouvert d'une bouche de matière plastique, au moins sur sa surface cylindrique interne. 7. Corps de vérin suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est en outre revetu d'une couche de matière plastique sur sa face cylindrique exté rieure. 8. Corps de vérin suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, ca ractérisé en ce que la couche intérieure de matière plastique définit une lèvre de retour appliquée sur la face interne du fond du vérin, afin d'éviter que le liquide sous pression ne risque de remonter entre le cylindre et la chemise de matière plastique.