Brevet FR2465561A1 — publié le 19810327

L'invention concerne un dispositif servant au formage de surfaces de transition sur les arêtes de bords d'alésages cylindriques, notamment pour former des surfaces de transition à raccordement tangentiel entre des canaux de lubrification de forme géométrique quelconque, y compris les arêtes de surfaces frontales et la surface de glissement d'un palier lisse. Ce dispositif comprend une installation de polissage par empreinte, pourvue d'un galet d'empreinte de polissage qui est relié à un dispositif producteur de pression par laintermédiaire d'un mécanisme de transmission. Pour la résistance à la charge et la durée de vie d'un palier à glissement hautement chargé, l'amenée de fluide de lubrification à la surface de glissement est un facteur d'importance décisive. C'est pourquoi il est déjà généralement connu de prévoir une surface de transition et de raccordement entre les canaux de lubrification et la surface de glissement. Le but de cette surface de transition est d'assurer un écoulement continu du fluide de graissage dans la surface de glissement, afin de réaliser par une amenée favorable, conforme à la technique d'écoulement des fluides, du fluide de graissage, les conditions propres à une formation sans défaillance du film de lubrifiant de support hydrodynamique. On évite ainsi de façon avantageuse une corrosion par cavitation, une résistance accrue à l'écoulement, un manque éventuel de fluide de graissage et un accroissement du frottement dû à un mouillage irrégulier de la surface de glissement (voir James, "Erosion Damage in Engine Bearings" ré impression par "Tribology Inter national, Août 1975). Il a été constaté qu'il était particulièrement favorable de réaliser, entre les canaux àfLuide de lubrification et la surface de glissement, une surface de transition ovale qui débouche tangentiellement dans la surface de glissement ou autrement ait un passage sans arête à la surface de glissement (demande de brevet P 212 032). Pour la réalisation de surfaces de transition avec entrée tangentielle dans la surface de glissement est seulement indiqué, dans l'état actuel de la technique, un travail à la main (DE-OS 23 52 750). Ces surfaces de transition sont par exemple réalisées au moyen d'un outil à gratter. La qualité de surface et la précision qui peuvent être atteintes avec le travail à la main ne sont pas très élevées. La rugosité et les inégalités considérables dans la surface de transition, qui sont inévitables dans le travail à la main, provoquent des perturbations dans l'écoulement du fluide de lubrification et par conséquent des défauts de graissage du palier lisse. La forme géométrique des surfaces de transition obtenue avec le travail à la main est dépendante en grande partie de l'habilité manuelle et n'est pas reproductible. La dépense pour ce travail est très élevée. Il est connu d'autre part de prévoir, sur les canaux à fluide de lubrification, des surfaces de transition qui sont formées par une ou plusieurs surfaces coniques (brevet U.S 3 663 072 et brevet DE 1 182 909). La réalisation est effectuée par usinage mécanique. Il n'est pas prévu de raccordement tangentiel entre la surface de glissement et la surface de transition et il subsiste des-aretes entre ces deux surfaces. Pour la résistance à la charge et la durée de vie d'un palier lisse la qualité de surface extérieure et sa résistance sont un facteur déterminant. Il est connu depuis longtemps d'utiliser pour leur amélioration des dispositifs de polissage par empreinte en pressant contre la pièce en rotation des galets ou des billes au moyen de mécanismes hydrauliques, pneumatiques ou à ressorts. (voir brevets allemand DR 431 048 et DR 644 268). Pour le polissage par empreinte d'alésages cylindriques, on connais des installations dans lesquelles plusieurs billes ou galets sont pressés contre la surface intérieure de l'alésage (brevets allemand 923 953 et 935 476). Un ressort est prévu pour agir sur un mandrin de forme conique à l'intérieur du dispositif. On connatt également un dispositif dans lequel des galets de polissage par empreinte sont pressés, au moyen de pistons chargés hydrauliquement, contre la paroi de l'alésage (brevet allemand 1 279 499). Dans ce dispositif, il est prévu, pour chaque galet de polissage, deux pistons hydrauliques qui assurent, par un mécanisme approprié, le positionnement oblique des rouleaux pendant l'opération de polissage. D'après le brevet allemand 1 139 767, est connu un dispositif dans lequel un seul galet de polissage par empreinte est pressé contre la pièce à polir au moyen d'un système hydraulique. Le galet de polissage est suspendu élastiquement à des ressorts à lame. Par la pression hydraulique d'application, ces ressorts sont soumis à une certaine tension préalable. Il s'ensuit un montage élastique de support pour l'outil d'empreinte te, de sorte que, dans chaque position de l'outil, celuici est toujours pressé avec une force sensiblement constante contre la pièce, Des butées sont prévues pour limiter le mouvement de l'outil dans les deux directions. Avec les dispositifs connus de polissage par empreinte, dans lesquels peuvent être utilisés plusieurs billes ou galets, il n'est pas possible de former des surfaces de transition entre les canaux à fluide de graissage et la surface de glissement. Chaque fois que les billes ou galets plongent dans les perçages ou poches d'huile, l'équilibrage intérieur des forces du système est perturbé. Dans le cas où un seul galet est utilisé pour le polissage par empreinte, et est chargé par la force de ressort ou par une force hydraulique, il se produit, à la transition entre la surface de glissement et les canaux de graissage, une déformation indésirable et un fluage du matériau, allant même jusqu a une cassure des bords entre les canaux et la surface de glissement, Au cours du processus de polissage par empreinte, le galet de polissage est poussé, sous l'effet de la pression d'application, d'une certaine quantité, dans la face supérieure de la surface de glissement. La pression d'application, rapportée à la surface ainsi refoulée vers l'intérieur par le galet de polissage, donne lieu à une charge déterminée par unité de surface. Lors de la transition de la surface de glissement au canal de graissage, la pression d'application restant constante, il se produit une augmentation de cette pression par unité de surface, ce qui cause les déformations indésirables mentionnées plus haut ou même une cassure des areAtes,de bord des canaux de graissage. Les dispositifs connus de polissage par empreinte ne peuvent donc servir exclusivement qu'à un travail de -maintien de cotes de surface extérieure et au lissage des alésages de cylindres de moteurs. Les problèmes particuliers posés par le formage des arêtes de bord des canaux de graissage avec des surfaces de transition sans arêtes vives ne sont donc pas résolus par ces dispositifs connus. L'invention a pour but de créer un dispositif de polissage par empreinte pourvu d'un galet de polissage unique, tel que, pendant le polissage par empreinte, en plus du formage de surface actuellement connu d'alésages cylindriques de paliers à glissement, on puisse réaliser en même temps des surfaces de transition ovales toujours reproductibles, tangentielles à la surface de glissement, entre les canaux de graissage et cette surface de glissement, ainsi que sur les ar8tes de bord des surfaces frontales, assurant ainsi une amenée optimale du fluide de lubrification à la surface de glissement. L'invention concerne à cet effet un dispositif de formage caractérisé en ce que le dispositif générateur de pression sur l'outil d'empreinte de polissage se compose d'au moins deux éléments producteurs de pression agissant indépendamment sur le mécanisme de transmission de force, dont les courses individuelles sont limitées séparément par des butées réglables. Avec le dispositif conforme à l'invention, les deux éléments producteurs de pression sont efficaces pendant le polissage par empreinte de la surface de glissement, et leurs forces de pression 6 s'additionnent alors pour obtenir la force de pression totale désirée. Lors du passage du galet d'empreinte sur l'ar8te de bord entre la surface de glissement et un canal de graissage, la pression par unité de surface croit, il se produit une déformation plus importante du matériau, et le galet d'empreinte se déplace à l'intérieur du canal de graissage. Pour pouvoir commander ce déplacement de telle sorte que soit réalisée une surface de transition de la forme désirée, il est nécessaire d'abaisser la pression d'empreinte en fonction du comportement de fluage du matériau du palier. A cet effet, conformément à l'invention, le galet d'empreinte de polissage, une fois qu'il a pénétré d'une faible quantité dans le canal de graissage, rencontre une butée de position réglable. La force de pression agissant sur le galet d'empreinte est ainsi diminuée puisque l'effet de l'un des éléments producteurs de pression est supprimée.Avec cette force de pression réduite, la surface de transition est formée de la manière désirée, jusqu'à ce que la butée qui lui correspond soit atteinte, Cette réduction de la force de pression permet d'éviter avec rareté une déformation trop importante ou meme une cassure des ar#tes. Le nombre d'éléments producteurs de pression agissant de cette manière est choisi en fonction de la forme des canaux de graissage et du matériau du palier à glissement en question. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu judicieusement que les éléments prodt#cteurs de pression individuels présentent des forces de pression différentes et que les courses de déplacement affectes aux étages de pression individuels soient inversement proportionnelles aux forces de pression dans les eéments producteurs de pression. Le producteur de pression agissant avec la pression la plus élevée possède une longueur de course plus faible que le producteur de pression agissant avec la pression la plus faible.Lorsque le galet de polissage par empreinte atteint l'arête de transition, l'élément producteur de pression à plus grande force de pression est d'abord mis hors de fonction par la longueur de course la plus faible, de telle sorte que c'est une force de pression considérablement plus faible qui est appliquée sur l'outil de polissage. Cette condition est particulièrement favorable dans le cas de matériaux de palier ayant une faible résistance mécanique, comme par exemple un métal mou, ce qui exclut toute déformation indésirable de la surface de transition. La production de la force de pression dans les étages de pression individuels peut être réalisée, d'une manière connue, hydrauliquement, pneumatiquement, ou par ressorts. Cependant, on a constaté comme particulièrement avantageux de prévoir un dispositif qui consiste en un montage, l'un derrière l'autre, d'un producteur de pression hydraulique et d'un producteur de pression chargé par ressort. Pour une opération normale de polissage par empreinte, on a besoin d'une force de pression relativement élevée, qui peut être obtenue de manière simple hydrauliquement. Pour le formage des surfaces de transition, il suffit par contre d'un étage de pression chargé par ressort, parce que, pendant l'opération de formage de la surface de transition, l'outil doit exécuter une course déterminée en direction radiale. Une telle constitution du dispositif est particulièrement favorable pour la réalisation de surface de transition sur des paliers à glissement pourvus de métal mou. Le dispositif conforme à l'invention permet non seulement de former les surfaces de transition entre les canaux de graissage disposés à l'intérieur de la surface de glissement, mais également les arêtes des surfaces frontales du palier, de telle sorte que la pénétration du fluide de lubrification à partir des surfaces frontales dans la surface de glissement est assurée de la manière désirée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins schématiques annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention,dessins dans lesquels - la figure 1 montre un dispositif pour le polissage par empreinte de coquilles de palier lisse, comportant des éléments producteurs de pression et un mécanisme pour transmettre la force de pression à un galet de polissage par empreinte. - la figure 2 montre un diagramme des pressions d'application, rapportées à la course radiale du galet de polissage. Dans le dispositif générateur de pression 1 sont disposés un élément producteur de pression hydraulique 2 et un élément producteur de pression 3 chargé par ressort. Ces deux éléments agissent sur un système de leviers 4 sur l'extrémité duquel est monté un galet 5 de polissage par empreinte. Ce galet est en prise avec la surface de glissement 6 d'un palier lisse, qui est fixé dans un dispositif de montage 7 non représenté en détail. Pour produire la pression d'application, un fluide hydraulique est introduit sous pression par le raccord 8 dans la chambre de cylindre hydraulique 9. Il agit sur le piston 10 qui agit lui-même, dans son prolongement, sur un poussoir 11 relié au système de leviers 4. Pour limiter la course du piston 10, il est prévu une butée 12 de position réglable. Le poussoir 11 est pourvu d'une bague d'appui 13 sur laquelle agit un ressort 14 s'appuyant sur une autre bague de réglage 15. La longueur de course du poussoir 11 peut être déterminée par une seconde butée 16 réglable en position. Une fois atteinte la pression d'application choisie à l'avance de l'outil à galet, le producteur de pression hydraulique 2 dispose ainsi d'une longueur de course S1 entre le piston 10 et la butée réglable 12. Le ressort 14 qui agit sur la bague d'appui 13, applique sur le poussoir 11 une force supplémentaire à la force d'application de pression hydraulique. On obtient ainsi la force de pression totale F1 comme représentée dans le diagramme de la figure 2. Au moyen de la bague de réglage 15, la force du ressort 14 peut être choisie au préalable à la valeur désirée. La longueur de course S entre la bague d'appui 13 et la butée réglable 16 est supérieure à la longueur de course S1 entre le piston hydraulique 10 et la butée réglable 12. Lorsque le galet de polissage par empreinte 5 atteint le canal de graissage 17, la pression par unité de surface croît, et le galet de formage 5 se déplace en direction radiale de la longueur de course S1 jusqu a ce que le piston 10, dans le producteur de pression hydrauîiciue 29 atteigne la butée réglable 12 et abandonne alors son effet sur le galet 5. Dans le diagramme de la figure 2, est représenté schématiquement, par étapes, l'abaissement de la force de pression totale F1 jusqu a la seule force de pression F2 de l'élément producteur de pression 3 chargé par ressort. En raison d'une tension préalable inévitable dans la pratique et d'un fléchissement du système de leviers 4, la pression totale F1 ne se trouve pas assnet réduite à la force de pression F2, mais elle est diminuée progressivement comme indiqué par la ligne en tireté du diagramme à la force F2 du ressort en liaison avec le levier 4. La surface de transition 18 est tout d'abord formée de la manière désirée avec la pression progressivement décroissanté jusqu'au moment où la force de pression F2 du producteur de pression 3 n'agit plus que seule sur le poussoir. Lors de la course S2, le ressort 14 ne diminue que de manière négligeable sa force d'application. Lorsque la bague d'appui 13 atteint la butée réglable 16, tout déplacement supplémentaire du galet 5 dans le canal de graissage 17 est interrompu. Le même processus de formage s'accomplit lorsque le galet 5 parvient à nouveau dans la surface de glissement 6 du palier. Tout d'abord la force du ressort 14 agit seule jus qu'à ce que la course 82 soit parcourue suffisamment pour que le poussoir 11 rencontre le piston 10 et ajoute sa force de pression pendant la course S1, produisant ainsi la force de pression totale F1 pour le processus de polissage par empreinte sur la surface de glissement 6. Lorsque le galet 5 a parcouru la totalité de la surface du palier, et terminé ainsi l'opération de polissage par empreinte, il est amené hors de prise par l'excentrique 19, par l'intermédiaire du système de leviers 4. L'ensemble du dispositif peut alors être positionné à nouveau par un nouveau processus de formage de surface. R E V E N D I C A T I O N S 10) Dispositif pour le formage de surfaces de transition sur les arêtes de bord d'alésages cylindriques, notamment pour former des surfaces de transition à débouché tangent tiel entre des canaux de graissage de forme géométrique quelconque - y compris les arêtes de bord des surfaces frontales et la surface de glissement d'un palier lisse, au moyen d'une installation de polissage par empreinte pourvue d'un galet de polissage à pression qui est relié, par un mécanisme de transmission, à un dispositif générateur de pression, caractérisé en ce que le dispositif générateur de pression (1) se compose d'au moins deux éléments producteurs de pression (2, 3) à actions indépendantes, dont les courses-(Slf S2) sont limitées séparément par des butées réglables (12, 16). 20) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments producteurs de pression individuels (2, 3) fournissent des forces de pression réglables et différentes, et les longueurs de course affectées aux étapes de pression individuelles sont inversement proportionnelles aux forces de pression des éléments producteurs de pression (2, 3). 30) Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif générateur de pression (1) est constitué par le montage, l'un derrière l'autre, d'un élément producteur de pression actionné hydrauliquement (2) et d'un élément producteur de pression (3) chargé par ressort.