Brevet FR2551516A1 — publié le 19850308

L'objet de cette invention est un procédé pour fabriquer un roulement à rouleaux ou à aiguilles, dont l'élément extérieur, se présentant notamment sous forme d'une douille ou d'une bague, est pourvu à ses extrémités de rebords dirigés radialement vers 5 l'intérieur et dont les bords sont recourbés Les rouleaux (ce terme couvre également les aiguilles dans ce qui va suivre) ont des extrémités de diamètre réduit et qui doivent être reçues et maintenoes en place de manière que l'ensemble formé par l'élément extérieur et les rouleaux constitue un roulement unitaire. Selon un procédé d'assemblage courant, les rouleaux sont maintenus en place sur le chemin de roulement,formé à l'intérieur de l'élément extérieurdu fait que les deux extrémités de ce dernier sont repliées en partie sur le chemin de roulement, de manière à constituer des dispositifs de retenue en forme de gouttières latérales 15 dtun seul tenant pour les bouts réduits (en diamètre) des rouleaux. Cet élément extérieur tubulaire est formé d'une ébauche de métal. La pratique utilisée jusqu'à présent consiste à former complètement un dispositif de retenue en gouttière et de former l'autre en partie seulement lors de la fabrication de l'élément extérieur du 20 roulement La gouttière formée partiellement permet d'insérer les rouleaux Comme il est nécessaire de soumettre l'élément extérieur à un traitement thermique avant son assemblage avec les éléments roulants, des opérations particulières doivent être prévues pour maintenir le dispositif de retenue constitué par la gouttière partiellement conformée en un état lui permettant d'être courbée ensuite à sa forme définitive Le brevet des E U A n 2 028 475, délivré le 21 avril 1936 à E K Brown et intitulé "AntiFriction Bearing and Method of Making the Same" montre un procédé couramment appliqué pour assembler un roulement à rouleaux. L'une des difficultés rencontrées par les procédés actuellement utilisés pour assembler les roulements à rouleaux est que l'une des lèvres est complètement recourbée, généralement à la fabrication de l'élément extérieur, alors que la seconde lèvre ne peut être recourbée complètement qu'après que les rouleaux ont été 35 mis en place dans l'élément extérieur Avant la mise en place des rouleaux, l'élément extérieur est cémenté et trempé Or, après sa trempe, le métal n'est plus suffisamment ma Uéable pour pouvoir être courbé sans risque de fissuration Pour éviter ce risque, la lèvre recourbée partiellement est revêtue de cuivre sur sa surface exté5 rieure avant que l'élément extérieur du roulement ne soit soumis au traitement thermique Le cuivre agit comme une barrière vis-à- vis du carbone pendant l'opération de cémentation et toute zone ainsi revêtue restera douce et apte à être recourbée pendant l'opération de trempe. Après le traitement thermique, le cuivre est enlevé de la lèvre supérieure par immersion dans une solution de cyanure. Ensuite, les rouleaux sont chargés dans l'élément extérieur du roulement et la courbure de la lèvre partiellement recourbée est achevée pour emprisonner les rouleaux à l'intérieur. Ce procédé classique utilise donc du cyanure Or, le cyanure présente des risques d'emploi et de stockage, de même que des risques écologiques en tant que résidu Du fait qu'il est un métal lourd, le cuivre pose également un problème écologique lorsqu'il s'agit de se débarrasser de ses résidus Il serait hautement dési20 table de pouvoir assembler les roulements à rouleaux sans que cela demande l'application d'un revêtement de cuivre, nécessitant ensuite l'emploi de cyanure pour l'enlever. Parmi d'autres avantages du procédé de l'invention, l'assemblage d'un roulement à rouleaux selon ce procédé exige moins d'opéra25 tions et ne demande ni revêtement de cuivre, ni emploi de cyanure. Succinctement, le procédé selon l'invention comprend, pour commencer, la formation d'un élément extérieur dont les extrémités présentent des rebords dirigés radialement vers l'intérieur et dont les bords forment des lèvres recourbées axialement vers l'inté30 rieur, de manière à définir deux gouttières ou gorges annulaires. Une partie réceptrice de bouts de rouleaux, formant un évasement localisé, est formée sur une lèvre recourbée vers l'intérieur Cet évasement récepteur permet le passage d'un bout réduit des rouleaux jusque dans la gorge annulaire adjacente L'élément extérieur ainsi 35 conformé est soumis à un traitement thermique Après cela, les 255 1 5 1 6 rouleaux à bouts réduits sont mis en place un à un dans l'élément extérieur du roulement en disposant chaque rouleau par un bout réduit dans une gorge annulaire et en faisant passer ensuite l'autre bout réduit par l'évasement dans la gorge annulaire opposée Après 5 cela, l'évasement est supprimé, c'est-à-dire la partie localement déformée vers l'extérieur de la lèvre concernée est ramenée en alignement avec le reste de cette lèvre Le roulement ainsi obtenu peut être garni de rouleaux sur tout le pourtour. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: la figure I est une vue en élévation partiellement en coupe radiale d'un élement extérieur de roulement sous forme d'une 15 douille à aiguilles, selon un mode de réalisation préféré; la figure 2 est une vue en élévation partiellement en coupe de la douille de figure 1 après la formation de l'évasement pour permettre le passage des bouts réduits des rouleaux lors de la mise en place de ceux-ci dans la douille; la figure 3 est une coupe partielle prise suivant la ligne 3-3 et dans le sens des flèches de figure 2; la figure 4 est une coupe à plus grande échelle montrant plus en détail la forme de l'évasement; la figure 5 est une vue en élévation partiellement en 25 coupe de la douille à aiguilles à l'état assemblé; et la figure 6 est un détail, en coupe, prise suivant la ligne 6-6 de figure 5. La douille représentée sur la figure 1 peut être fabriquée et conformée comme décrit dans le brevet précité, sauf que les 30 deux rebords aux extrémités reçoivent leur forme finale avant la mise en place des aiguilles Une telle douille possède une partie cylindrique 10 formant intérieurement le chemin de roulement, un premier rebord 11 prévu à une extrémité et pourvu d'une lèvre 12 recourbée vers l'intérieur, et un second rebord 13 situé-à l'extré35 mité opposée et pourvu d'une lèvre 14 recourbée vers l'intérieur. Dans l'exemple représenté, les deux rebords extrêmes définissent des ouvertures concentriques 30 et 31, de sorte que la douille, après la mise en place des aiguilles, peut être glissée sur un arbre par l'un ou l'autre côté. Comme décrit dans le brevet précité, la douille peut être faite d'une feuille de métal par des opérations habituelles d'emboutissage et d'emboutissage profond, découpage d'un cercle du fond de la douille pour laisser en place la lèvre 12 puis façonnage du rebord 13 et de la lèvre 14. Lorsque la douille de figure 1 a été façonnée selon l'invention, la lèvre 12, recourbée vers l'intérieur, présente un renflement 16 dirigé radialement vers l'intérieur, comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 4 Le renflement 16 forme un évasement récepteur de bouts de rouleaux, qui permet à un bout de diamètre 15 réduit d'un rouleau d'entrer dans la gorge 18 formée par la partie cylindrique 10, le rebord 11 et la lèvre 12 Le renflement 16 peut être formé par un poinçon ou un autre outil adéquat conformé pour être inséré dans la gorge 18 et pour repousser une portion de la lèvre 12 radialement vers l'intérieur Comme on peut le voir sur 20 les figures 2 et 4, le bord libre 20 du renflement 16 s'étend, à partir despoints 21 et 23 du bord libre 22 de la lèvre 12, à la fois radialement vers l'intérieur etaxialement en direction du rebord 11 Le renflement 16 possède une surface courbe qui rejoint la lèvre 12 aux lignes 25 et 27 La forme du renflement 16 et de son extrémité libre 20 est telle que l'évasement ainsi créé localement dans la lèvre 12 permet le passage du bout réduit d'un rouleau dans la gorge 18 Il est préférable de prévoir un seul renflement ou évasement suffisamment grand pour permettre le passage d'un bout de rouleau à la fois Cependant, si désiré, on peut prévoir plusieurs 30 renflements, formant autant d'évasements, qui seraient alors circonférentiellement espacés l'un de l'autre, et il est également possible de rendre l'évasement plus grand. La douille peut ensuite être cémentée et trempée selon les désirs afin de lui conférer la résistance maximale Après cela, 35 elle peut être traitée au tonneau ou d'une autre manière pour enlever tout oxyde sombre formé pendant les opérations de cémentation ou de trempe Il est à noter que l'élément extérieur ainsi obtenu est prêt à être contrôlé, même après la trempe finale et le polissage; par conséquent, des défauts qui sont seulement visibles sur les surfaces internes des rebords, par exemple, peuvent être décelés et les pièces présentant de tels défauts peuvent être mises au rebut. Le dessin et la figure 3 en particulier montrent que les aiguilles 24 de l'exemple représenté possèdent une section droite 10 circulaire sur toute leur partie principale ou corps Les bouts 26 et 28 ont un diamètre décroissant Comme déjà mentionné, il peut s'agir également de rouleaux; le rapport entre la longueur et le diamètre des éléments roulants de roulements auxquels l'invention est applicable est déterminé essentiellement par l'application particulière prévue pour le roulement Les aiguilles 24 peuvent être remplacées par n'importe quel type de rouleau ou d'aiguille ayant un bout de diamètre réduit. Pour la mise en place des aiguilles 24 dans la douille formant l'élément extérieur du roulement, la douille est placée 20 sur une machine avec son axe à peu près horizontal et avec le renflement 16 en haut Comme illustré sur la figure 3, la douille est ensuite garnie d'un certain nombre d'aiguilles 24, lesquelles sont chacune introduites d'abord par leur bout réduit 28 dans la gorge 29 formée par la partie cylindrique 10, le rebord 13 et la 25 lèvre 14 L'autre bout réduit 26 de l'aiguille peut ensuite passer par le bord libre du renflement 16 et pénétrer ainsi dans la gorge opposée 18 Du fait que le renflement 16 se trouve en haut, les aiguilles tombent sous l'effet de leur poids dans la douille, la première aiguille tombant tout au fond et les aiguilles suivantes tombant sur la première, jusqu'à ce que la douille soit complètement garnie d'aiguilles Dans un tel roulement, la douille est complètement remplie d'aiguilles, tout autour, de sorte qu'un séparateur ou une cage n'est pas nécessaire pour les maintenir espacées les unes des autres dans le sens circonférentiel En l'absence d'un séparateur, il est particulièrement important d'avoir une structure qui permet au roulement d'être manipulé comme une unité, sans que des éléments roulants risquent d'en sortir accidentellement. Après que toutes les aiguilles 24 ont été mises en place dans la douille formant l'élément extérieur, l'évasement défini par le ren5 flement 16 doit être refermé pour emprisonner les bouts réduits des aiguilles à l'intérieur de la douille Comme la douille a été trempée après la formation du renflement 16, il est nécessaire, dans le mode de réalisation préféré, de chauffer le renflement 16 pour qu'il puisse être repoussé radialement vers l'extérieur Ce 10 chauffage peut être réalisé par tout dispositif adéquat, par un chauffage par résistance par exemple Un outil convenable est employé ensuite pour repousser le renflement 16 à la position représentée figure 5 Lorsqu'on examine les figures 5 et 6, on voit que le renflement 16 a été repoussé radialement vers l'exté15 rieur de manière que la lèvre recourbée vers l'intérieur possède ensuite essentiellement la même forme sur tout son pourtour Les lignes 32 et 34 en pointillé sur la figure 5 montrent o les côtés 25 et 27 du renflement 16 se trouvaient avant. Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on 20 produit d'abord un élément extérieur de roulement comme celui représenté sur la figure 1 Ensuite, on forme le renflement 16 sur l'une des lèvres puis l'élément extérieur avec son renflement 16 est traité thermiquement en vue de son durcissement convenable. Les rouleaux ou aiguilles 24 sont ensuite mis en place dans l'élément 25 extérieur en introduisant d'abord le bout réduit 28 dans la gorge 29 et en faisant passer ensuite le bout réduit 26 par l'évasement (renflement 16) dans la gorge 18 Lorsque l'élément extérieur a été garni complètement de rouleaux ou d'aiguilles 24, on chauffe le renflement puis on le repousse radialement vers l'extérieur, de manière que la lèvre 12 possède de nouveau essentiellement la même forme sur tout son pourtour. Aucun revêtement avec du cuivre n'est nécessaire, donc il n'est pas non plus nécessaire de stocker et d'utiliser du cyanure. _ 51516 REVENDICATIONS 1 Procédé pour produire un roulement à rouleaux comprenant un élément extérieur en forme de douille et des rouleaux (aiguilles), caractérisé en ce qu'il consiste à former un élément extérieur pourvu de rebords ( 11, 13) dirigés radialement vers l'intérieur à ses extrémités et de lèvres ( 12, 14) dirigées axialement vers l'intérieur sur ces rebords, de manière à former une première ( 18) et une seconde ( 29) gorge annulaire, à former sur une lèvre ( 12) une portion réceptrice ( 2)deboutsde rouleaux, conçue pour permettre à un bout ( 26) de diamètre réduit d'un rouleau ( 24) de passer dans 10 la première gorge ( 18), après que l'autre bout ( 28) de diamètre réduit du rouleau a été inséré dans la seconde gorge ( 29) , à soumettre l'élément extérieur ainsi conformé à un traitement thermique, à mettre en place des rouleaux à bouts de diamètre réduit dans l'élément extérieur en insérant un bout ( 28) dans la 15 seconde gorge ( 29) et en faisant passer ensuite l'autre bout ( 26) par ladite partie réceptrice dans la première gorge ( 18) et à fermer cette partie réceptrice pour former un roulement entièrement garni de rouleaux ( 24). 2 Procédé selon la revendication 1, o lapartie réceptrice de bouts de rouleaux est formée par un poinçon conformé pour pousser radialement vers l'intérieur une portion du bord libre de la lèvre ( 12) dirigée axialement vers l'intérieur, de manière à créer un renflement ( 16) dont l'extrémité libre ( 20) est espacée à la fois axialement et radialement de l'extrémité libre ( 22) de la partie 25 restante de la lèvre ( 12) dirigée axialement vers l'intérieur, de manière à permettre le passage d'un bout de diamètre réduit de rouleaux à bouts de diamètre réduit. 3 Procédé selon la revendication 2, o l'évasement de passage formé par le renflement ( 16) est refermé par le chauffage du renflement et le repoussage du renflement radialement vers l'extérieur, de manière à reformer une lèvre ( 12) dirigée vers l'intérieur qui possède essentiellement la même forme sur tout le pourtour. 4 Procédé pour produire un roulement à rouleaux comprenant un élément extérieur en forme de douille et des rouleaux (aiguilles), 35 caractérisé en ce qu'il comprend la conformation d'une petite portion circonférentielle d'une lèvre ( 12),s'étendant axialement d'un rebord d'extrémité ( 11) orienté radialement de l'élément extérieur en une portion réceptrice de bouts de rouleaux, afin de permettre à un bout ( 26) de diamètre réduit d'un rouleau ( 24) de passer dans la gorge annulaire ( 18) définie par le rebord d'extrémité ( 11) et la lèvre ( 12), le remplissage de la gorge annulaire avec des rouleaux ( 24) a bouts de diamètre réduit en faisant -passer les bouts à diamètre réduit des rouleaux par la portion réceptrice, et la fermeture decet portion réceptrice de bouts de rouleaux pour former un roulement entièrement garni de rouleaux.