Brevet FR2623258A1 — publié le 19890519

V23UU Palier de butée en matériau en couches et procédé pour sa fabrication L'invention concerne des paliers de butée à charge axiale en matériau en couches comprenant une couche porteuse et une couche de glissement, sur lesquels est formé en une seule pièce au moins un bec de maintien recourbé de manière sensiblement perpendiculaire à la surface de glissement. L'invention concerne aussi un procédé pour la fabrication de tels paliers. Pour bloquer les paliers de butée à charge axiale, en particulier lorsqu'ils fonctionnent automatiquement, on utilise des becs de maintien qui peuvent être disposés sur le diamètre intérieur, sur le diamètre extérieur, ou également à l'intérieur de la surface de glissement. Du fait du taux de déformation élevé et des forces de flexion considérables qu'il faut exercer lors du formage des becs de maintien, on observe une détérioration du matériau du palier avec une formation de fissures, ou même une séparation de matière. Si une telle particule de matière se détache lors du fonctionnement, c'est la bonne marche de tout l'ensemble qui est compromise. De ce fait, on ne peut pas fabriquer sur les paliers de butée des becs de maintien présentant certai- nes dimensions ou combinaisons de matière. Grâce à la demande de brevet allemand publiée avant examen n' 26 38 996, on connait des flasques-brides en K qui sont pourvues sur leur pourtour intérieur des becs de main- tien décrits ci-dessus, lesquels sont recourbés dans la direction de l'axe du palier et s'appuient sur l'alésage de ce palier. Ce document ne décrit pas de dispositions desti- nées à empêcher les détériorations du matériau décrites ci- dessus, et ce n'est pas là non plus le but de cette inven- tion connue. Par la demande de brevet allemand publiée avant examen n' 16 25 626, on connait des paliers de butée à collet qui sont composés d'un corps d'appui métallique et de couches de glissement en matière plastique, et dans lesquels le collet, avant sa mise en place par pression, est muni de fentes axiales destinées à former des pattes ou des becs. Les pattes qui constituent le collet ne sont pas elles-mêmes soumises à un usinage supplémentaire destiné à éviter d'endommager le matériau lors du cintrage. Le brevet allemand n' 726,897 décrit un procédé pour fabriquer une demicoquille de palier à collet comprenant une coquille d'appui en acier et une couche de métal anti- friction, plaquée sur la couche de glissement et sur le collet, et constituée par une bande d'acier plate sur laquelle est plaquée une couche de bronze coulée, cette bande étant cintrée en forme de demi- cylindre après que l'on a recourbé les flasques à angle droit. Avant le cintrage des flasques, on entoure sur leurs deux côtés les bords des endroits o ils sont recourbés par des entailles qui s'éten- dent dans la direction longitudinale de la tôle. Comme ces entailles ne se trouvent pas dans la région du cintrage, mais dans les parties planes des demi-coquilles du palier et du collet, ceci favorise le soulèvement de parties de la couche de glissement dans la zone de cintrage. Le but de l'invention est donc de proposer, pour les becs de maintien des paliers de butes à charge axiale, des mesures propres à éviter tout endommagement de la couche de glissement lors de la mise en forme de ces becs, et, en particulier, lors de leur cintrage. Il s'agit avant tout d'exclure la possibilité que des particules de matière de la couche de glissement puissent se détacher lors du fonction- nement d'un ensemble à l'endroit o le bec de maintien est cintré. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait qu'au moins un renfoncement est forme dans la partie cintrée, ce renfoncement étant ménage sur.le bec de main- tien, avant son cintrage, et ce, dans la couche de glisse- ment et dans la région de la partie recourbée à former sur la base du bec, et arrivant au moins Jusque dans la zone de liaison entre la couche de glissement et la couche porteuse. Grâce au fait que ce renfoncement est ménagé dans la région du bec de maintien dans laquelle se produit le plus grand allongement dans la couche de glissement lors du cintrage, on évite de manière efficace le détachement de parties de cette couche de glissement et les inconvénients qu'il entraîne pour le fonctionnement de l'ensemble. En outre, et gr&âce à l'invention, on conserve encore largement la couche de glissement dans la zone du bec de maintien, et donc le revêtement protecteur de la couche porteuse qui est le plus souvent en acier. Selon une forme de réalisation préférée, il peut être prévu comme renfoncement une seule entaille qui s'étend parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement ou sous un angle par rapport à lui. Les renfoncements peuvent aussi être ménagés dans la couche de glissement sous la forme d'une pluralité d'entail- les disposées les unes à côté des autres et parallèles entre elles qui s'étendent parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement ou sous un angle par rapport à lui. La distance b des entailles entre elles peut être déterminée en fonction de l'épaisseur a de la couche de glissement de la manière suivante: 2a 3a La distance mutuelle entre les entailles peut aussi être déterminée par rapport à la largeur des entailles de telle manière qu'il reste entre chaque paire d'entailles voisines un intervalle libre dont la largeur est comprise entre une fois et trois fois la largeur des entailles, en étant comprise entre 0,5 mm et 3 mm, et, de préférence, voisine de i mm. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les renfoncements peuvent être ménagés dans ila couche de glissement sous la forme d'une rangée de creux, ou cavités ou trous borgnes disposés les uns à côté des autres, la 2 $23258 rangée. de creux s'étendant parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement ou sous un angle par rapport à-lui. Le fait de ménager de tels creux empêche aussi l'arrachement de la couche de glissement lors du cintrage du bec de maintien. Dans le cadre de l'invention, il est également prévu de ménager les renfoncements dans la couche de glissement sous la forme d'une pluralité de rangées de creux disposés les uns à côté des autres, ces rangées de creux s'étendant parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement ou sous un angle par rapport à lui. De tels creux doivent aussi être disposés de manière aussi proches que possible les uns des autres. Il s'est en outre avéré particulièrement avantageux que ces creux soient décalés les uns par rapport aux autres dans des rangées voisines, donc que les creux d'une rangée soient en face des intervalles présents entre les creux de la rangée voisine. Les creux peuvent être réalisés en forme de cercles. La distance mutuelle entre les creux, de bord à bord, doit être de préférence comprise entre une et trois fois le diamètre des creux, et comprise entre 0,5 et 3 mm, et elle est, de préférence, voisine de 1 mm. Il est également prévu de donner aux creux une forme allongée en losanges, en triangles ou en demi-lunes, leur grande dimension s'étendant dans la direction de la rangée de creux. La distance mutuelle entre les creux, de bord à bord, est au plus égale au triple de la valeur de l'exten- sion transversale donnée aux creux, et elle est au maximum de 3 mm, et, de préférence, voisine de 1 mm. Dans le cadre de l'invention, l'angle a que forment la ou les entailles, ou la ou les rangées de creux, avec l'axe de recourbement du cintrage, peut être un angle aigu qui est choisi de préférence comme suit: 1,5' et qui est, de préférence, voisin de S'. Dans le cadre de l'invention, les renfoncements, comme la ou les entailles et les creux, doivent être, de préférence, empreints dans la couche de glissement avec refoulement de matière, la profondeur des empreintes étant fonction de l'épaisseur du matériau. Les renfoncements peuvent s'enfoncer ici jusque dans la zone qui lie la couche de glissement à la couche porteuse. sans s'étendre Jusqu'à cette dernière ou, respectivement, jusqu'à l'intérieur de cette dernière. Il est toutefois préféré que les renfonce- ments, comme les entailles ou les creux, pénètrent Jusque dans la couche porteuse, de préférence Jusqu'à une profon- deur de 0,1 à 0,2 nmm dans cette couche. Grâce à l'entaille ou, respectivement, aux entailles ou aux creux ainsi marqués, on évite largement le risque d'effritement du matériau. Il s'est avéré qu'au moins une entaille devait être présente dans la région de la courbure maximale pour diminuer nettement les décollements du maté- riau du palier. Lorsqu'il y a plusieurs entailles, il s'est avéré en outre que la distance entre les entailles qui sont empreintes ne doit pas être inférieure au double de l'épais- seur du matériau du palier, ni supérieure à dix fois cette épaisseur. Les meilleurs résultats sont obtenus pour une distance entre les entailles allant- de trois à six. fois l'épaisseur en question. Comme les essais l'ont montré, une distance optimale entre les entailles est égale à 1 mm environ. Un procédé selon l'invention qui est particulière- ment avantageux pour la fabrication de tels paliers de butée à charge axiale part d'un mode de fabrication selon lequel le palier de butée, y compris la partie du matériau qui est prévue pour le bec de maintien, est formé en une seule pièce et sous la forme d'une préforme plate ou platine, de prefé- rence par découpage, à partir d'un matériau en couches comportant la couche porteuse et la couche de glissement, et dans lequel le bec de maintien est ensuite recourbe vers le côté de la couche porteuse à partir de la préforme plate, pour l'essentiel à angle droit par rapport à la surface de glissement. A partir de cela, le procédé selon l'invention prévoit que l'on ménage au moins un renfoncement du côté de la couche de glissement sur la zone de la préforme qui est prévue pour le cintrage, alors qu'elle est encore à l'état plat et non recourbé, et que l'on recourbe ensuite vers le côté de la couche porteuse la partie du matériau constituant le bec de maintien. Dans ce procédé, on peut recourber le bec de main- tien sans aucun risque d'effritement du matériau. La couche de glissement reste solidement liée à la couche porteuse, même dans la zone de cintrage du bec de maintien. De ce fait, aucun écaillage de parties de la couche de glissement ne se produit donc dans la région du cintrage, même ulté- rieurement. En particulier, il n'y a plus aucun risque de voir un quelconque ecaillage ou effritement de parties de la couche de glissement intervenir dans la région de ce cintra- ge au cours du fonctionnement du palier de butée à charge axiale. Une variante du procédé selon l'invention qui est particulierement avantageuse et qui peut être mise en oeuvre avec des coûts favorables, prévoit que l'on découpe à la presse la préforme ou platine à partir du matériau en couches, que l'on produit les renfoncements par estampage avec refoulement de matière, et que l'on recourbe ensuite la partie du matériau qui est prévue pour le bec de maintien. On peut réaliser en une opération commune le décou- page a la presse de la préforme et l'estampage du renfonce- ment. Il est également possible de réaliser le decoupage à la presse de la preforme et l'estampage du renfoncement de manière sépare dans le temps, mais dans un seul outil à suite. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 représente un palier de butée annulaire comprenant deux becs de maintien disposés sur son pourtour extérieur et vus en perspective, ainsi qu'une surface de glissement en vue de dessus; - La figure 2 représente un palier de butée annulaire comprenant deux becs de maintien disposés sur son pourtour intérieur et vus en perspective, ainsi qu'une surface de glissement en vue de dessus; - La figure 3 montre, dans une forme de réalisation, une portion d'une platine ou préforme destinée à un palier de butée annulaire et comprenant une patte destinée à être recourbée de 90 pour former un bec de maintien; - La figure 4 montre une deuxième forme de réalisa- tion dans un mode de représentation identique à celui de la figure 3; - La figure 5 montre une autre forme de réalisation dans un mode de représentation identique à celui de la figure 3; - La figure 6 représente une troisième forme de réalisation de l'invention, et elle montre une portion en demi-cercle d'un palier de butée annulaire; - La figure 7 montre une vue en coupe de la patte 15 prise le long de la ligne A-A de la figure 6; - La figure 8 montre une autre forme de réalisation représentée comme sur la figure 6; - Les figures 9, 10 et 11 montrent d'autres formes de réalisation représentées comme sur la figure 6; - La figure 12 représente une forme de réalisation comprenant des pattes tangentielles; La figure 13 représente une variante de cette forme de réalisation comprenant des pattes tangentielles; - La figure 14 montre une vue en coupe du bec de maintien prise selon la ligne B-B de la figure 1; et: ? l'2525 - La figure 15 montre une vue en coupe du bec de maintien analogue & celle de la figure 14, mais selon une forme de réalisation préférée de l'invention. Le palier de butée annulaire 10 à charge axiale qui est représenté sur la figure 1 comporte sur son pourtour extérieur deux becs de maintien 11 diamétralement opposés qui se trouvent au départ, sur la platine en matériau en couches, dans le plan du disque annulaire de glissement 12. On forme des becs de maintien en recourbant à 90 vers le côté de la couche porteuse des pattes qui se trouvent initialement dans le plan de ce disque 12. Dans l'exemple de la figure 2, un palier de butée annulaire 10 comporte sur le pourtour intérieur de son disque de glissement deux becs de maintien 11 diamétrale- ment opposés qui ont également été formés en recourbant des pattes qui se trouvent tout d'abord dans le plan du disque de glissement 12. Comme le montrent les figures 1 et 2, les becs de maintien ll présentent des entailles 14 qui s'étendent transversalement sur toute la largeur de ces becs 11 et qui, dans les exemples des figures 1 et 2, s'étendent parallèle- ment à l'axe de recourbement 13. La figure 3 représente une partie d'une platine 12 qui est destinée à un palier de butée annulaire à charge axiale et qui comprend une patte 15 qu'il faut recourber de pour former un bec de maintien. Dans cet exemple, une entaille 14 est disposée parallèlement à l'axe de recourbe- ment 13 dans la zone de plus grand allongement de la couche de glissement. A la place de l'entaille 14, on peut prévoir une série de creux non représentés. - Lors des essais, il s'est néanmoins avéré que cette entaille ou ces entailles 14 sont encore plus efficaces lorsqu'elles s'étendent sous un angle aigu a par rapport à l'axe de recourbement 13. Lors de la fabrication d'une platine destinée à un palier de butée 10, et comme le montrent les figures 4 et 5, il faut tout d'abord former des c v 258 pattes 15 qui se trouvent dans le plan du disque de glissement 12 et dans lesquelles sont empreintes, selon les figures 4 et 5, des entailles 14 ou, respectivement, des creux 19. Ces entailles 14 ou, respectivement, ces rangées de creux 19 s'étendent ici sous- un certain angle par rapport à l'axe 13 autour duquel le recourbement a lieu ultérieurement. Pour l'angle a, on utilise la relation 1,5' et, de préférence, la relation: 2' l'angle a préféré étant voisin de 3'. Dans l'exemple de la figure 4, les entailles 14 sont ménagées de telle manière qu'elles présentent une largeur égale à c et qu'il reste, entre des entailles 14 voisines, un intervalle 16 dont la largeur e d'un bord d'entaille à l'autre est environ d'une fois à trois fois la largeur c de l'entaille. Avantageusement, la largeur e de l'intervalle est d'environ 0, 5 à 3 mm, et, de préférence, elle est égale à 1 mm environ. La distance b entre des entailles 14 voisines, mesurée d'un axe d'entaille à l'autre, est choisie en fonc- tion de l'épaisseur de la couche de glissement 17 (figure 7) dans l'exemple de la figure 4. La distance b entre 1es entailles est -déterminée comme suit par-rapport à l'épais- seur a de la couche de glissement 17: 2a ' b 3a (b ( 6a. De manière optimale, la distance b entre les entailles est comprise entre 1,5 et 3 mm environ. Dans l'exemple de la figure 5,- au -lieu d'entailles, les renfoncements sont des creux 19 empreints par rangées dans la patte 15. Comme' cette figure 5 le montre, ces rangées de creux s'étendent le long de lignes qui forment un angle aigu a par rapport à l'axe 13 du recourbement ulté- rieur. Les creux 19 ainsi empreints sont décalés-sur des ô:. 25 5 intervalles d'une rangée à l'autre, ce qui veut dire que les creux 19 d'une rangée sont en face des intervalles entre les creux de la rangée voisine. Autour du bord d'un creux 19, on obtient de cette manière une distance f presque uniforme par rapport au creux voisin, qu'il soit situé dans la même rangée ou dans une rangée voisine. Cette distance f entre les creux doit être comprise entre une fois et trois fois le diamètre d des creux, et, de manière optimale, elle doit être comprise entre 0,5 et 3 mm environ, et, de préférence, voisine de 1 mm. La figure 6 montre une portion en demi-cercle de la platine, ou préforme, d'un disque de glissement 12, les creux 19 ménagés dans la patte 15 étant disposés en rangées parallèles à l'axe de recourbement 13. Comme le montre la figure 7, les creux 19 présentent la forme de renfoncements coniques. La figure 8 montre une patte 15 qui est également munie de creux 19 et qui est disposée sur le pourtour inté- rieur du disque de glissement 12. Sur la figure 9, les renfoncements présentent la forme de losanges 22 et, sur la figure 10, ils présentent celle de triangles 23. Comme le montre la figure 11, les losanges 22 sont disposés en rangées qui présentent un angle a par rapport à l'axe de recourbement 13. Les figures 12 et 13 montrent des platines, ou préformes, d'un disque de glissement 12 comprenant des pattes tangentielles 15 dans lesquelles sont également empreints des renfoncements. Dans le cas de la figure 12, ces renfoncements présentent la forme de creux 19, et, dans le cas de la figure 13, ils présentent à chaque fois celle d'une entaille 14. Dans les exemples représentés, les entailles 14 et les creux 19 sont formés par impression avec refoulement de matière dans la couche de glissement 17. Comme le montre la figure 14, le fond des entailles 14, et donc.aussi celui des creux 19, doit arriver au moins Jusqu'à la zone de liaison 21. Il s'est néanmoins avéré qu'il est encore plus favorable d'empreindre plus profondément encore ces entailles 14 ou, respectivement, ces creux 19, comme on le voit sur la figure , et de les faire pénétrer de 0,1 à 0,2 mm dans la couche porteuse 18 (figure 15). Dans toutes les formes de réalisation de l'inven- tion, les renfoncements, qu'il s'agisse des entailles 14 ou des creux 19, doivent' être empreints par refoulement de matière. Par rapport au mode de réalisation par enlèvement de copeaux, ceci n'offre pas seulement des avantages économiques, mais garantit aussi, avant tout, qu'il n'y a en aucun cas formation de copeaux qui pourraient éventuellement rester attachés à la pièce'. Enfin, l'estampage des renfonce- ments, qu'il s'agisse des entailles 14 ou des creux 19, entraîne un compactage et un renforcement supplémentaires dans la zone de liaison entre la couche de glissement 17 et la couche porteuse 18, de sorte que, de ce fait aussi, la couche de glissement 17 a moins tendance à se détacher de la couche porteuse 18 au cours du cintrage que lorsque les renfoncements sont réalisés par usinage avec enlèvement de copeaux. ---0t, , L - REVENDICATIONS - 1. Palier de butée à charge axiale en matériau en couches comprenant une couche porteuse et une couche de glissement, sur lequel est formé en une seule pièce au moins un bec de maintien recourbé de manière sensiblement perpen- diculaire à la surface de glissement, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un renfoncement (entaille 14, creux 19) qui est formé dans la partie recourbée, qui est ménagé sur le bec de maintien (11), avant son cintrage, et ce, dans la couche de glissement (17) et dans la région de la partie recourbée à former sur la base du bec, et qui arrive au moins jusq-ue dans la zone de liaison (21) entre la couche de glissement (17) et la couche porteuse (18). 2. Palier de butée selon la revendication 1, caracté- risé par le fait qu'il est prévu comme renfoncement une seule entaille (14) qui s'étend parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement (13) ou sous un angle ( rapport à lui. 3. Palier de butée selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les renfoncements sont ménagés dans la couche de glissement sous la forme d'une pluralité d'entail- les (14) disposées les unes à côté des autres et parallèles entre elles qui s'étendent parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement (13) ou sous un angle (a) par rapport à lui. 4. Palier de butée selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que la distance (b) des entailles (14) entre elles est déterminée en fonction de l'épaisseur (a) de la couche de glissement (17) par la relation: 2a 3a 5. Palier de butée selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les renfoncements sont ménagés dans la couche de glissement sous la forme d'une rangée de creux (19) disposes les uns à côté des autres, la rangée de creux (19) s'étendant parallèlement à l'axe de cintrage du recour- bement (13) ou sous un angle (a) par rapport à lui. 6. Palier de butée selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les renfoncements sont ménagés dans la couche de glissement sous la forme d'une pluralité de rangées de creux (19) disposées les unes à côté des autres, les rangées de creux (19) s'étendant parallèlement à l'axe de cintrage du recourbement (13) ou sous un angle (a) par rapport à lui. 7. Palier de butée selon la revendication 6, caracté- risé par le fait que les creux (19) sont décalés les uns par rapport aux autres dans des rangées voisines. 8. Palier de butée selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que les creux (19) sont en forme de cercles. 9. Palier de butée selon la revendication 8, caracté- risé par le fait que la distance mutuelle (f) entre les creux (19), de bord à bord, est au plus égale à trois fois le diametre (d) des creux, et qu'elle est au maximum de 3 mm, et, de préférence, égale à 1 mm. 10. Palier de butte selon l'une des revendications 5 a 7, caractérise par le fait que les creux (19) présentent une forme allongée en losanges (22), en triangles (23) ou en demi-lunes. 11. Palier de butée selon la revendication 10, caracté- risé par le fait que les creux (19) s'étendent dans le sens de leur longueur selon la direction de la rangée de creux. 12. Palier de butée selon la revendication 10 ou 11, caractérisé par le fait que la distance mutuelle (f) entre les creux, de bord à bord, est au plus égale au triple de la valeur de l'extension transversale des creux C19), et qu'elle est au maximum de 3 mm, et, de préférence, égale à 1 mm. 13. Palier de butée selon l'une des revendications 2, 3, 5 ou 6, caracterise par le fait que la ou les entailles (14), ou la ou les rangées de creux (19), s'étendent en formant un angle aigu (a) avec l'axe de recourbement (13) du cintrage, avec: 1,5' charge axiale selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le palier de butée, y compris la partie du matériau qui est prévue pour le bec de maintien, est formé en une seule pièce et sous la forme d'une préforme plate ou platine, de préférence par découpage, à partir d'un materiau en couches comportant la couche porteuse et la couche de glissement, et dans lequel le bec de maintien est ensuite recourbé vers le côté de la couche porteuse à partir de la préforme plate, pour l'essentiel à angle droit par rapport à la surface de glissement, caractérisé par le fait que l'on ménage au moins un renfoncement du côté de la couche de glissement sur la zone de la préforme qui est prévue pour le cintrage, alors qu'elle est encore à l'état plat et ton recourbe, et que l'on recourbe ensuite vers le côté de la couche porteuse la partie du matériau constituant le bec de maintien. 15. Procéde selon la revendication 14, caractérise par le fait que l'on découpe la préforme à la presse à partir du matériau en couches, que l'on produit les renfoncements par estampage avec refoulement de matière, et que l'on recourbe ensuite la partie du matériau qui est prévue pour le bec de maintien. 16. Procede selon la revendication 15, caractérise par le fait que l'on réalise en une opération commune le découpage à la presse de la préforme et l'estampage du renfoncement. 17. Procédé selon la revendication 15, caractérise par le fait que le découpage à la presse de la préforme et l'estampage du renfoncement sont sépares dans le temps, mais réalisés dans un seul outil à suite. 18. Procédé selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé par le fait que le renfoncement (18). 19. Procédé selon l'une des revendications 14 & 17, caractérisé par le fait que le rsnfoncement (entaille 14, creux 19) est empreint jusque dans la couche porteuse (18), en s'enfonçant de préférence de 0,1 mm à 0,2 mm dans cette couche porteuse (18).