Brevet FR2504999A1 — publié le 19821105

Procédé pour la fabrication par paires de bagues enrobées de matière plastique pour roulements. La úrésente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication par paires de bagues enrobées de matière plastique pour roulements, en particulier pour roulements à billes à contact oblique, à partir d'un corps de base métallique fabriqué par formage sans enlèvement de copeaux et comprenant deux bagues de roulement appariées. Un procédé pour la fabrication de bagues de roulements, mais sans enrobage de matière plastique, est connu par la demande de brevet allemand 21 53 597 Les ébauches de bagues fabriquées selon ce procédé ont un profil sensiblement en forme de S ou de U et sont façonnées sans enlèvement de copeaux. Aucune disposition particulière n'est prévue pour faciliter la séparation des ébauches des bagues Ce document ne fournit aucun enseignement sur la séparation des bagues de roulement, ni sur les autres opérations d'usinage. Un autre procédé pour la fabrication de bagues pour roulements à billes à contact oblique est connu par la demande de brevet allemand 19 49 243 Après la finition, chaque ébauche en un endroit prévu et préparé à cet effet est divisée de façon à donner soit deux bagues extérieures, soit deux bagues intérieures pour un roulement à billes à contact oblique La fabrication simultanée par paires d'une bague extérieure et d'une bague intérieure est donc impossible avec ce procédé connu, si bien que lors du montage des roulements, il faut toujours continuer à adapter les unes aux autres les bagues intérieures et les bagues extérieures en raison de leurs tolérances dimensionnelles. Pour la fabrication par paires de bagues enrobées de matière plastique pour roulements, la présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un procédé dans lequel la bague intérieure et la bague extérieure présentent des carac- téristiques de dureté similaires et une plus forte concordance des cotes de façon à simplifier le montage tout en garantissant la réalisation de roulements de haute qualité. Ce résultat est atteint selon l'invention par un procédé comportant les opérations suivantes a) formation d'au moins une fente de séparation annulaire du côté de la surface externe et/ou de la surface interne du corps de base métallique en laissant subsister un mince cordon de raccordement à l'endroit prévu pour la séparation ultérieure des bagues de roulement appariées; b) trempe du corps de base métallique; c) finition des deux chemins de roulement, simultanément ou l'un après l'autre avec une seule fixation du corps de base métallique dans la broche de l'outil; d) enrobage du corps de base métallique de matière plastique dans la zone des surfaces d'appui et des surfaces latérales des bagues de roulement appariées à l'exception des chemins de roulement et d'une section située dans la zone de la fente de séparation; e) séparation des deux bagues de roulement appariées. Cette succession d'opérations permet par exemple de réaliser pour un roulement à billes à contact oblique une bague intérieure et une bague extérieure qui sont entièrement fabriquées en commun jusqu'à leur montage La formation de la fente facilite la séparation ultérieure même en cas d'exécu- tion trempée Sa profondeur est calculée de façon à laisser subsister un étroit cordon de raccordement juste suffisant pourrésister aux efforts intervenant lors de l'usinage consé- cutif Cette fente peut être pratiquée sur l'un ou sur les deux côtés, et généralement en même temps que le façonnage sans enlèvement de copeaux, de sorte qu'elle ne nécessite aucune opération supplémentaire ni mise en oeuvre de moyens parti- culiers Lors de la trempe du corps de base métallique, le traitement commun simultané assure avantageusement des résultats identiques pour les deux bagues du roulement Ce point est en particulier important lorsque l'on procède à une trempe après cémentation pour qu'ensuite la bague intérieure et la bague extérieure présentent une même dureté à coeur et superficielle ainsi qu'une même profondeur de trempe En cas d'exécution avec trempe après cémentation, l'étroit cordon de raccordement présente lui aussi une grande dureté facilitant la séparation ultérieure. La finition, c'est-à-dire le meulage des chemins de roulement de la bague intérieure et de la bague extérieure, est exécuté en commun au cours d'une opération consécutive. Il n'est pas nécessaire en pareil cas de fixer deux fois le corps de base métallique dans la broche de l'outil, si bien que l'on obtient avantageusement une cylindricité parfaite des deux chemins de roulement Par ailleurs, les dimensions réciproques des chemins de roulement atteignent une précision maximale. Le corps de base métallique ainsi fabriqué est enrobé de matière plastique au cours d'une deuxième phase du procédé. Les bagues intérieure et extérieure encore réunies sont fixées ensemble dans un moule d'injection et entourées d'une couche de matière plastique dans la zone de leurs surfaces d'appui et de leurs surfaces latérales Cette couche de matière plastique est interrompue à l'endroit du cordon de raccordement prévu pour faciliter la séparation ultérieure et dans la zone des chemins de roulement L'enrobage commun de matière plastique assure ici aussi un haut degré de précision dimensionnelle, si bien qu'il en résulte avantageusement des bagues de roulement parfaitement adaptées entre elles en ce qui concerne leur cylindricité et leurs dimensions. C'est au cours de la phase suivante que la bague inté- rieure est séparée de la bague extérieure Le cordon de raccor- dement dur et mince permet d'exécuter très facilement cette opération de séparation Selon la position du cordon de raccor- dement, une légère déformation ovale élastique de l'une des bagues de roulement ou un éclatement radial ou axial suffit pour provoquer la déchirure du cordon de raccordement, après quoi les bagues de roulement sont prêtes sans autre usinage pour le montage du roulement Pour profiter à fond de tous les avantages de la grande précision obtenue, les deux bagues de roulement séparées sont aussi utilisées dans le même roulement. Selon uneautre particularité de l'invention, la sépa- ration est exécutée par un éclatement de la bague intérieure dans le sens axial au moyen de la bague intérieure d'une autre paire de bagues après introduction de la rangée de billes. On peut ainsi avantageusement combiner deux opérations, ce qui permet de diminuer encore les frais de fabrication du roulement monté Il est par ailleurs possible de réaliser une colonne à partir d'un certain nombre de bagues intérieures et de bagues extérieures encore réunies et comportant chacune une rangée de billes insérées entre elles. La séparation s'effectue alors en appliquant une force sur la bague intérieure, par exemple sur la face supérieure de la colonne, la bague extérieure prenant appui au niveau de la face inférieure de la colonne Toutes les bagues intérieures sont alors séparées des bagues extérieures au cours d'une seule et même opération, tous les roulements étant alors en principe finis de montage La bague intérieure inférieure reste en pareil cas en surnombre et peut par exemple être utilisée comme bague intérieure supérieure pour la colonne suivante. Dans un exemple de bagues de roulement fabriquées avec un procédé selon l'invention, la couche de matière plastique dans la zone d'une surface latérale de chacune des bagues de roulement est réalisée sous la forme d'un bord de retenue annulaire élastique pour la rangée de billes, ce bord de retenue faisant saillie radialement au-dessus du chemin de roulement. Ce bord de retenue, en particulier dans les roulements à billes à contact oblique, empêche le roulement de se défaire à nouveau après l'assemblage Ce bord de retenue ne gêne aucu- nement l'assemblage,attendu qu'il est élastique et présente des dimensions radiales telles qu'il se trouve déformé radia- lement par le passage de la rangée de billes dans le sens axial, après quoi, il reprend sa forme en réalisant un encli- quetage élastique La forme, les dimensions et l'élasticité du bord de retenue peuvent être adaptées à chaque roulement. Il est par ailleurs également possible de prévoir une surface conique afin que la rangée de billes puisse provoquer une déformation élastique plus facile du bord de retenue lors du montage. Selon une autre caractéristique de l'invention, des appendices radiaux répartis sur la périphérie et venus d'une seule pièce avec les -bagues de roulement métalliques sont disposés dans la zone des zsurfaces d'appui de celles-ci. On réalise ainsi un ancrage des bagues de roulement métalliques dans la matière plastique, ce qui en particulier constitue une sécurité =mnbe Loute possibilité de rotation. Les ap pendices peuvent aur-ri S 'étendre fusqu'aux surfaces d'appui des bagrues de oleet c:e crui, dans quelques cas d'uitilisat-1 ion, permetb de réaliser un montage précis dans un alésage 2 sur un ar re ou analogue Pien enterdu, il est éga- lemeu L nossible prc ci Puéd se& 1-cn l 'i 1 nvention-, de -fabriquer par paires deux c-creuexbazue int ê-i ures, les av antages preci se z-Iali es' ani nu p*rt;icu: lsr dans les ro emerts à deux raac cu t,pair exemple dans un roulerient à deuxr ra?-'ee d 'a rii Pz Z contar-t oblique. L'1 i nvenr tît:io ier, ,xcc ci-; 2 rs c-L' Ll a î deîe la d es cr i p- tion de de rèlri us ccmun exemples, m-ais non limitatifs, e_t iut le des si-n au 1 ne: iî, sur lequel la e lrar N Ccazré ctran sversale et avant éparatie:z tcue Aree-i ui- "ae_tenêreure feabriquÉeS p Dar - rroulemenît ibilles là contact cb 1 iqui f.f iauare- cu:" JI 555 I un roulement à ile -cot &aXarabion Je la bague intéri-eur n-t de la e-_m -Évrîcure, la figure 3 ers N coune - aio des bagues intérieures des baguesd cu esn -les en colonnes apres l'introduction des de balles. 3 Q La bagus întn-rîeure 1 c-k la bagu L eaue 2 représen- tées sur la fiaure I li r 2.504999 des appendices radiaux 6 répartis sur la périphérie Dans la section médiane du corps de base métallique 4, on pratique des deux côtés des fentes de séparation annulaires 7 en laissant subsister un étroit cordon de raccordement 3 Après le façon- nage sans enlèvement de copeaux, on trempe le corps de base métallique 4 et on soumet les deux chemins de roulement 5 et ' à un usinage de finition Pendant la phase consécutive du procédé, on enrobe le corps de base métallique 4 de matière plastique dans un seul outil de façon que la bague intérieure 1 de même que la bague extérieure 2 présentent une couche de matière plastique 8 dans la zone deb Surs surfaces d'appui et de leurs surfaces latérales Les chemins de roulement 5 et 5 ' et la section médiane dans la zone des fentes de séparation sont exempts de matière plastique Les appendices radiaux 6 sur le corps de base métallique 4 constituent dans la couche de matière plastique 8 un ancrage empêchant toute possibilité de rotation Sur une surface latérale de la bague extérieure, on forme un ressaut annulaire 9 en matière plastique qui fait saillie relativement loin au-dessus du chemin de roulement 5 ' dans le sens radial, sert de bord de retenue pour la rangée de billes 12 et; après le montage du roulement à billes à contact oblique, forme par exemple un labyrinthe 11 en liaison avec la bague intérieure 1 Au cours d'une autre phase du procédé, on sépare la bague intérieure 1 de la bague extérieure 2 Cela peut s'effectuer par éclatement axial, le cordon de raccor- dement 3 étroit et dur se déchirant alors Les bagues de roulement appariées 1,2, ainsi obtenues engendrent, après introduction de la rangée de billes 12, le roulement à billes à contact oblique représenté sur la figure 2 et comportant un labyrinthe 11 entre la bague intérieure et la bague exté- rieure 2. la figure 3 représente la combinaison des phases de sé- paration et de montage du cycle de fabrication Après intro- duction d'une rangée de billes 12, plusieurs bagues intérieures 1 et extérieures 2 non encore séparées les unes des autres, sont respectivement empilées en une colonne La bague inté- rieure supérieure 1 est soumise à l'action d'une force F agissant dans le sens de l'axe de la colonne, tandis que la bague extérieure inférieure 2 repose par exemple contre un appui fixe 13 Les ressauts annulaires radiaux 9 formés sur la couche de matière plastique 8 sont tout d'abord déformés élastiquement par les rangées de billes 12 Une surface conique 10 facilite ce processus Lorsque toutes les bagues de roulement 1, 2 de la colonne, comme représenté sur la figure 3, se trouvent placées les unes sur les autres par leurs surfaces latérales, les étroits cordons de raccordement 3, sous l'effet de l'aug- mentation des impulsions de la force F, se déchirent entre les bagues intérieures 1 et les bagues extérieures 2 Les bagues intérieures 1 viennent s'appliquer par leurs chemins de rou- lement 5 sur les rangées de billes 12, tandis que les ressauts annulaires radiaux 9 se dilatent à nouveau élastiquement et, sous forme de bords de retenue, viennent se placer derrière les rancées de billes 12 des différents roulements à billes à contact oblique maintenant finis de montage Pour empêcher toute dislocation involontaire des roulements à billes à contact oblique, des bords de retenue 14 pour les rangées de billes 12 sont également prévus sur les bagues extérieures 2. La bague intérieure inférieure 1 reste en surnombre et peut être utilisée dans la colonne suivante comme bague intérieure pour le roulement à billes supérieur Les roulements à bille à contact oblique peuvent ensuite être enlevés de la colonne ou être emballés tout simplement sous forme de colonne Il est bien entendu que dans les opérations qui viennent d'être décrites,on peut également inclure l'introduction d'un lubri- fiant. Le procédé selon l'invention ne se limite pas aux exemples représentés pour roulements à billes à contact oblique. On peut bien entendu étendre également les avantages de cette fabrication par paires des bagues à d'autres types de roulements, par exemple des roulements à rouleaux ou des paliers à glissement. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la fabrication par paires de bagues enrobées de matière plastique pour roulements, en particulier pour roulements à billes à contact oblique, à partir d'un corps de base métallique fabriqué par formage sans enlèvement de copeaux et comprenant deux bagues de roulement appariées, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations suivantes consécutives au formage du corps de base: a) formation d'au moins une fente de séparation annulaire ( 7) du côté de la surface externe et/ou de Ja surface interne du corps de base métallique ( 4) en laissant subsister un mince cordon de raccordement ( 3) à l'endroit prévu pour la séparation ultérieure des bagues de roulement appariées ( 1,2), b) trempe du corps de base métallique ( 4), c) finition des deux chemins de roulement ( 5,5 ') simul- tanément ou l'un après l'autre avec une seule fixation du corps de base métallique dans la broche de l'outil, d) enrobage du corps de base métallique ( 4) de matière plastique dans la zone des surfaces d'appui et des surfaces latérales des bagues de roulement appariées ( 1,2) à l'exception des chemins de roulement ( 5,5 ')et d'une section située dans la zone de la fente de séparation ( 7), e) séparation des deux bagues de roulement appariées ( 1,2). 2 Procédé selon la revendication 1 pour la fabrication par paires d'une bague intérieure ( 1) et d'une bague extérieure ( 2) pour un roulement à billes à contact oblique, caractérisé par le fait qu'on effectue la séparation par un éclatement de la bague intérieure ( 1) dans le sens axial au moyen de la bague intérieure ( 1) d'une autre paire de bagues, après intro- duction de la rangée de billes ( 12). 3 Bagues de roulement fabriquées selon la revendication 1 ou 2, caractérisées par le fait que la couche de matière plastique ( 8) dans la zone d'une surface latérale de chacune des bagues de roulement ( 1,2) est réalisée sous la forme d'un bord de retenue annulaire élastique ( 9,14) pour la rangée de billes ( 12), ce bord faisant saillie radialement audessus du chemin de roulement ( 5). 4 Bagues de roulement selon la revendication 3, carac- térisées par le fait que des appendices radiaux ( 6) répartis sur la périphérie et venus d'une seule piece avec les bagues de roulement métalliques sent disposées dans la zone des surfaces d'appui de celles-ci.