Brevet FR2333162A1 — publié le 19770624

La -éset invention cocerne un procédé perfectIonné pour le montage d'un ressort hélicoidal sur des pièces de fixation telles que des brides d'accouplement à ses deux extrémités. Divers -.rocédés ont été employés jusqu'à présent pour fixer une paire de montures telles que des brides d'accouplement aux deux extrémités d'un ressort liélicoidal, pour la jonction du ressort à d'autres éléments, et la soudure à l'étain et la soudure autog ne sont le plus généralement emnloyees pour créer un lienpermanent entre le ressort et ses montures. Cependant les joints soudés à l'étain ont en général une résistance insuffisante, et la soudure autogène peut compromettre l'élasticité du ressort.De plues, quand le ressort est si court, relativement au diamètre des montures, qu'on dispose seulement dJun étroit espace de travail, il est difficile d'obtenir un joint parfait entre ces pièces. En conséquence, un but de la présente invention est de proposer un procédé nouveau pour obtenir un ressort hélicoïdal muni de brides d'accouplement à ses deux extrémités, sans rencontrer les difficultés mentionnées ci-dessus. Suivant cette invention on utilise une technique de moulage. Le procédé selon l'invention consiste à préparer une paire de noyaux dont le volume est moindre que celui des montures à prévoir, de façon à former une partie de celles-ci, à fixez ces noyaux aux deux e:rtrémités du ressort, à mettre cet ensemble dans un moule dont la cavité est plus grande que le dit ensemble, à comprimer le ressort jusqu'à ce que ses spires, entre les deux noyaux, viennent en contact les unes avec les autres, à couler du métal en fusion dans l'espace entre la paroi du moule et le dit ensemble, de façon à former un objet moulé englobant l'ensemble, puis à découper une partie de la paroi latérale de cet objet moulé pour libérer au moins une partie du ressort. Les particularités de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description qui suit, avec référence aux dessins, sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe représentant le dispositif d'accouplement des montures d'un ressort hélicoldal, réalisé suivant Ü procédé connu. La figure 2 est une vue perspective représentant un ensemble d'éléments pour réaliser un accouplement analogue à celui de la figure 1, mais en conformité avec le procédé de la présente invention. Les figures 3 à 5 sont des vues en couge ver@@@@tent les différentes phases de travail pour réaliser l'accouplement, suivant l'invention, du ressort et ses montages. La figure 6 est une vue en coupe représentant un amortisseur de choc rélisé suivant un procédé antérieur. La figure @ est une vue latérale d'une sric d'élaments utilisés pour réaliser un amortisseur de choc simil ire à celui de la figure 4, mais suivant le procédé de l'invention. Les figures 8 k 10 sont des vues e; coupe, en partie latérale, montrant les différentes phases de construction de l'amortisseur de choc suivant l'invention. Sur ces dessins les memes chiffres de référence sont donnés aux éléments de construction correspondants. Si l'on se reporte à la figure 1, on y voit un exemple de montage d'un ressort hélicoïdal utilisé pour la transmission de rotation de deux arbres non coaxiaux, réalisé suivant une méthode antérieure. Cet accouplement comprend une paire de brides d'accouplement 1 et 2 et un ressort hélicoïdal 3 soudé aux brides 1 et 2 à ses deux extrémités 4. Pour satisfaire aux rudes conditions de la transmission de rotation, le joint soudé doit etre fait avec suffisamment de soin; il est ainsi nécessaire d'effectuer des opérations préliminaires laborieuses, telles que le finissage des deux extrémités du ressort 3 en forme de surfaces planes, et le traltement chimique des surfaces soudées des brides et du ressort.En outre, il est très difficile d'obtenir un joint parfait quand le ressort est relativement court et le diamètre des brides relativement grand, de sorte qu'il n'y a qu'un étroit espace de travail libre entre les deux brides. En conséquence, une telle méthode utilisée précédemment est couteuse et peu sure, et ne convient pas à la fabrication en grande série. Suivant la présente invention, une paire de noyaux 5 et 6 et un ressort hélicoidal plat 3 sont préparés, comme représenté à la figure 2, suivant la technique habituelle. Les noyaux 5 et 6 présentent la meme ouverture centrale et à peu pròs la même épaisseur mais un diamètre appréciablement -loin- dre que les brides 1 et 2. Dans la face de chaque noyau se trou- vant vis-à-vis du ressort 3 il est formé une cette , pour recevoir l'extrémité du ressort 3. La plus grande profondeur de la pente 7 est suffisament plus grande que l'épaisseur du ressort 3.Les noyaux 5 et 6 présentent aussi des rainures axiales 8 dans leur surface périphérique, afin d'empêcher la rotation d'une "coquille" ou sera formée au moulage. 3ien que non représentées, des rainures circonférentielles peuvant aussi être formées dans cette tieme surface périphérique des noyaux 5 et 6 nour empêcher tout mouvement axIal de la "coquille". bien que les noyaux 5 et 6 puissent être exécutés par usinage, il est beaucoup plus avanta geu d'user ce la technique de moulage, en particulier moulas par injection, dans le cas de fabrication en série. be ressort hélicoïdal 3 est fait d'acier à ressort et trempé Des trous 9 sont percés de oart en part aux deux extrémités du ressort 3 pour assurer la fixation de ce ressort noyé dans la partie moulée. Au lieu des trous 9, des encoches peuvent être formées dans les bords latéraux du ressort 3. Les noyaux 5 et 6 et le ressort 3 sont assemblés coaxialement, de sorte que les deux extrémités du ressort 3 sont bien ajustées dans les pentes 7 des noyaux 5 et 6, puis l'ensemble est placé dans un moule sur une machine de moulage par injection. Comme représenté à la figure 3, l'ensemble est comprimé entre la matrice supérieure 10 et la matrice inférieure 11 au moule jusqu'à ce que les spires du ressort 3 arrivent en contact les unes avec les autres.Le moule a été préalablement conçu de façon que, dans cet état, les matrices supérieure 10 et inférieure 11 et la paroi latérale 12 forment un moule complet, et que le diamètre intérieur de cette paroi 12 soit plus grand que le diamètre extérieur du ressort 3 et des noyaux 5 et 6, de sorte qu'il est laissé entre ceux-ci et cette paroi une cavité annulaire 13. I1 est nécessaire que des espaces 14 soient alors laissés entre les bouts du ressort 3 et les spires voisines. Afin de conserver ces espaces 14, les deux extrémités du ressort 3 peuvent être auparavant coudées dans une certaine mesure. Ensuite un alliage en fusion pour moulage à injection, tel que acier-zinc-béryllium, est coulé dans la cavité annulaire 13, et la 2 ce moulée est refroidie dans l'eau. La structure de la pièce moulée est, comme représenté à la figure 4, telle que ensemble comprimé du ressort 3 et des noyaux 5 et 6 est recouvert d'une "coquille" moulée 15. I1 n'y a aucun risque que le ressort 3 soit détrempé pendant le moulage, car la durée de cette opération est très courte dans le .moulage par injection, environ une minute. Ensuite, unc partie de la "coquille" 15 située entre deux peins indiqués à la figure 4 par des lignes pointillées A et 3, et rejoignant les parties effeaces ciu ressort 3, est enicNée à la machine jusqu'à ce que le ressort 3 soit découvert. Le ressort 3 reprend ainsi sa longueur originelle, et un accouplement d'arbre par ressort hélicoleal se trouve ae ce fait réalisé, comme on le voit sur la figure 5. En même temps, la matière moulée inutile solidifiée dans les espaces entre les spires du ressort se détache facilement et est chassée automatiquement par l'expansion du ressort 3. La pièce finie suivant cette invention, représentée à la figure 5 est semblable en apparence à celle de la figure 1 réalisée suivant la méthode antérieure. Mais dans l'objet conforme à l'invention, les deux extrémités du ressort 3 sont noyées dans les brides 1 et 2; de plus, les trous 9 percés de part en part dans les extrémités du ressort sont remplis du métal fondu, I1 en résulte que la résistance du joint entre le ressort et la bride est, dans l'objet selon l'invention, au-dela de toute comparaison supérieur à celle du joint soudé suivant la méthode antérieure.Par exemple, un contrôle comparatif effectué sur des accouplements d'arbre par ressort hélicoïdal de même couple de torsion normal et même dimension, a montré une rupture à la torsion moyenne dans les accouplements suivant l'Invention qui est égale à plus de 1,8 fois celle des accouplements soudés à l'étain, et plus de 1,5 fois celle des accouplements soudés à l'argent. De plus, les accouplements du genre précédent étaient pour la plupart rompus dans la partie soudée, tandis que la plupart des accouplements suivant l'invention étaient rompus avec déformation plastique des ressorts héli cotidaux. Si l'on se reporte maintenant a la figure 6, on y voit un autre exemple d'application préférée de l'invention. Cet exemple est celui d'un amortisseur ae choc, qu'on utilise principalement pour supporter le bâti d'une machine donnant des vibrations, comme un moteur marin ou un compresseur d'air.Cet amortisseur comprend une paire de brides 1 et 2, présentant une partie centrale en saillie 21, un trou central 22 et plusieurs trous périphériques 23, avec entre ces parties un ressort hélicoïdal 3. Ce ressort est placé avec jeu sur les parties en saillie 21 des deux brides, qu sont boulonnées glace aux trous 23 respectivement à un Sâti de machine et à une fondation (non représentée), et une tige coulissante comme (non représentée) passe à travers le treu central 22 des deux brides. Celte structure a comme avantages la sImplicité, un haut rendement et une longue durée et elle est utilisée largement, mais elle a aussi un inconvénient du fait que le ressort 3 frotte les pièces en saillie centrales 21 des deux brides, ce qui produit des bruits désagréables. Malgré un graissage fréquent, ces bruits n'ont pas pu être éliminés parce qu'il a été difficile d'avoir un graissage suffisant à cause de l'emplacement incommode des parties à graisser. Suivant le procédé objet de l'invention, une paire de noyaux 5 et 6 et un ressort hélicoïdal 3 sont préparés comme représenté à la figure 7, en usant de la technique traditionnelle. Les noyaux 5 et 6 sont presque semblables aux noyaux 5 et 6 de l'objet de la figure 2, sauf qu'une gorge circonférentielle-24 y est taillée au lieu de la gorge axiale 8. Le ressort 3 aussi est à peu près le même que le ressort 3 de la figure 2, à la différence de sa forme en section transversal et du pas de sa première et derniers spire qui est un peu plus grand que celui des autres spires afin de ménager des espaces 13 (fig. 6(1)) dans le cas de la réalisation ci-dessus. Comme dans le cas de l'objet des figures 2 et 3, le ressort 3 et les noyaux 5 et 6 sont assemblés et placés dans un moule consistant en une matrice supérieure 10 et une matrice inférieure 11, et deux parois latérales 12 et 12', et le tout est mis sur une machIne à mouler à injection. Quand le ressort 3 est comprimé entre les matrices 10 et 11 et que les spires actives sont en contact les unes avec les autres, le moule est achevé comme représenté à la figure 6(2). Le métal en fusion est coulé dans la cavité de moule 14, et une "coquille" 15 est découpée suivant les lignes pointillées A-A et 3-D et cette partie est enlevée pour découvrir la partie active du ressort 3. Ainsi un amortisseur de choc fini est produit auto mat-quement comme représenté à la figure 10. Bien que cet objet soit quelque peu différent dans sa forme de celui de la figure 6, il est évident qu'il peut remplir la même fonction, sans bruit déplaisant. Comme exposé ci-dessus, le procédé suivant l'-nvention ne comporte pas d'opérations de travail fastidieuses telles que la soudure à l'étain ou autogène des brides et du ressort, mais les sImples opérations de mou age et usinage. Par conséquent, si l'on dispose d'une machine de moulage par injection et d'un tour automatique la plus grande partie de la fabrication peut être automatisée pour taciliter la production en série L'accouplement d'arbre par resson hélicoidal et l'ammortisseur de choc décrits ci-dessus sont cités seulement en exemples auxqueles le procédé de l'invention est applicable. Il convient cependant de noter que cette invention n'est pas limitée à ces exemples, mais peut être appliquée à routes les constructions dans lesquelles un resort hélicoidal est relié à une paire de montures, comme défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la production d'un ressort hélicoidal mini de montures, consistant à préparer une paire de noyaux qui sont de plus petit volumes que les montures, à fixer ces noyaux aux deux extrémitós du ressort, à piecer cet ensemble dans un moule présentant une cavité de moulage encre cet ensemble et le moule, à comprimer le ressort jusqu'à ce que les spires du ressort vien- nent en contact les unes avec les autres, à couler un métal en fusion dans la cavité du moule pour former une pièce moulée englobant tout l'ensemble, et à découper une partie de la paroi latérale de cette pièce moulée et à l'enlever de l'extérieur pour découvrir au moins une partie du ressort. 2 - A titre de nouveaux produits industriels, les ressorts munis de montures, réalisés suivant le procédé objet ce la reven dication 1.