Brevet FR2663376A1 — publié le 19911220

-1 - L'invention concerne un manchon de serrage, notam- ment un manchon d'encastrement pour paliers. Elle concerne en particulier des manchons d'encas- trement conformas à la norme DIN 1598 o Ces manchons sont réalisés d'habitude en acier à ressort 55 SI 7 dé- fini par la norme DIN 17222 D'autres nuances d'acier à ressort sont également utilisées couramment pour ces fabrications. Les manchons de serrage connus comportent fréquem- ment une fente rectiligne, mais il est également possi- ble que leurs fentes aient la forme d'une flèche ou soient obliques Dans le cas de l'invention, c'est une fente rectiligne qui est préférable. C'est en particulier pour les manchons d' encastre- ment pour paliers que les possibilités d'extension de leur domaine d'utilisation font l'objet de recherches. Les paeliers de freins pour matériel roulant de chemin de fer, par exemple, constituent un domaine d'utilisa- tion possible, à condition cependant que l'on puisse gtre sr que pendant de longues périodes, de l'ordre de ans par exemple, les manchons d'encastrement restent en place Cette certitude n'existe pas dans le cas des manchons d'encastrement utilisés jusqu'à présent. Dans le cas des manchons de serrage connus jusqu'à présent, notamment dans le cas des manchons d'encastre- ment, le maintien en place dans l'alésage destiné au manchon est assuré exclusivement par la force élastique propre au matériau utilisé et à la précontrainte du manchon de serrage qui en résulte. Le but de l'invention est donc la réalisation d'un manchon de serrage du type initialement défini, notam- ment d'un manchon d'encastrement pour paliers qui, avec des frais de fabrication réduits, permette d'obtenir des forces de précontrainte supérieures à celles qui résultent simplement de ses propriétés élastiques. 2 - Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que les bords longitudinaux de la fente du manchon qui sont en face l'un de l'autre comportent chacun au moins une partie saillante ou une partie rentrante qui s'en- gagent l'une dans l'autre et peuvent se caler en coin l'une contre l'autre, l'angle de coin des surfaces de calage qui peuvent se mettre en prise l'une avec l'au- tre étant supérieur à l'angle de blocage automatique. Cette dispostion fait que, lors de l'introduction du manchon de serrage, notamment d'un manchon d'encas- trement, dans l'alésage correspondant destiné au man- chon, la force élastique du manchon n'est pas seule à assurer son maintien en place,mais s'accompagne d'une sorte de précontrainte du manchon telle que les parties saillantes qui peuvent se caler s'engagent dans les parties rentrantes correspondantes et que l'effet de coin aui s'exerce en dehors de la zone de blocage auto- matique produit une force de précontrainte accrue dans le sens radial Lors de l'introduction des manchons de serrage, la matière auï constitue le manchon peut éga- lement, dans la zone des surfaces qui peuvent se caler, subir une déformation plastique sans que le mode de fonctionnement du manchon en soit altéréo Dans un mode de réalisation préféré, les parties saillantes et les parties rentrantes sont disposées symétriquement par rapport au plan médiateur du manchon de serrageo Par plan médiateur, il y a lieu d'entendre le plan qui coupe le manchon en son milieu perpendiculairement à son axe longitudinal Cette symétrie peut être réali- sée en disposant les parois saillantes et les parois îentrantes au niveau des bords longitudinaux de lea fente du manchon, ce qui peut s'obtenir déjà avec une seule partie saillante et une seule partie rentrante dans la zone du milieu du mandrin. 3 - Il est cependant possible également de réaliser deux parties saillantes et deux parties rentrantes qui soient excentrées mais disposées symétriquement par rapport au plan médiateur La disp Dsition symétrique est préférable pour obtenir des efforts uniformes et, par conséquent, des forces de mairtien uniformes. Il est par ailleurs préférable que chaque partie saillante soit constituée par une partie découpée en saillie de forme rectangulaire ou trapézoïdale réalisée sur l'un des bords longitudinaux et que chaque partie rentrante soit constituée par une partie découpée en retrait de forme trapézoïdale réalisée sur l'autre bord longitudinal, la petite base du trapèze étant le bord en retrait dans le cas de la partie rentrante et le bord en saillie dans le cas de la partie saillante. Dans le cadre des variantes possibles, il est avantageux que le partie découpée en saillie ait sensi- blement une forme essentiellement rectangulaire et que la partie découpée en retrait ait une forme trapézol- dale La grande base de la partie rentrante de forme trapézoïdale est constituée par le prolongement ima- ginaire du bord longitudinal dans la zone de la fente du manchon doit avoir dans ce cas une longueur légère- ment supérieure à celle du grand côté de la partie découpée en saillie dont le grand côoté est parallèle aul bord de la fente la petite base du trapèze cons- tituée Dar le bord en retrait de la partie découpée en retrait est alors, à cause de l'angle de coin, plus courte que le grand côté du rectangle constitué par le partie découpée en saillie Lors de l'intro- duction du manchon dans un évidement correspondant destiné au manchon, la partie découpée en saillie cte forme rectangulaire se place, au niveau des zones de ses coins antérieurs, contre les surfaces de calage (surfaces latérales) de la partie découpée en retrait 4 - de forme trapézoïdale de sorte que, lorsque l'évidement destiné au manchon a certaines dimensions dans les limites de tolérances possibles, les bords de la partie découpée en saillie, notamment ses coins, provoquent une déformation de matière dans la zone des bords laté- raux de la partie découpée en retrait de forme trapé- zoïdale. Du fait que l'angle de coin est choisi en dehors du blocage automatique, le manchon peut sans aucun doute se déformer élastiquement vers l'extérieur dans le sens radial, de sorte que l'effet de coin des surfaces cor- respondantes produit, à l'intérieur de l'alésage de réception,une précontrainte qui dépasse largement la précontrainte due à la matières Il est également préférable que les secteurs de transition de la partie découpée en retrait et de la partie découpée en saillie soient arrondis dans les zones des coins. Ces arrondis servent d'abord à éviter les fissures par effet d'entaille ou les inconvénients analogues Par ailleurs, ces arrondis, notamment au niveau des coins antérieurs de la partie découpée en saillie, servent à assurer un engagement relativement peu brutal au niveau des surfaces de calage de la partie découpée en retrait. Il est par ailleurs préférable que la hauteur de la partie découpée en saillie soit sensiblement égale au dixième du rayon du manchon et que la profondeur de la partie découpée en retrait soit au moins légèrement supérieure à la hauteur de la partie découpée en saillie. Certaines limites sont fixées aux dimensions du fait que la partie découpée en saillie ne doit pas trop dépasser, de manière que les risques de rupture y soient moindres, et que la profondeur de la partie découpée en retrait doit être choisie, compte tenu de la hauteur de la partie découpée en saillie de manière à éviter tout - cboc entre la surface de la partie découpée en saillie qui est parallèle au bord de la fente et le fond de la partie découpée en retrait. Par ailleurs, il est préférable que l'angle compris entre les bords latéraux correspondants de la partie dé- coupée en saillie et de la partie découpée en retrait soit de 40 à 120, de préférence de 60 à 90 environ et, de préférence, de 6,50 à 7,5 O. En pratique, un angle de coin de 70 s'est avéré très avantageux. Il est également préférable que les bords de calage de la partie découpée en saillie soient chanfreinés des deux c 8 tés. Il est également possible de chanfreiner des deux côtés les bords de calage de la partie découpée en retrait. Les deux solutions peuvent être adoptées suivant les cas Le chanfreinage du bord de calage est avantageux du fait que la matière refoulée lors de l'introduction de manchon dans la zone des surfaces de calage qui s'enga- gent l'une contre l'autre ne pénètre pas dans la cavité intérieure du manchon et, par-conséquent, dépasse, mais peut presque remplir les espaces libres dégagée par le chanfreinage Un dépassement dans la cavité intérieure du manchon de la matière refoulée plastiquement détério- rerait la surface de palier intérieure, ce qui nuirait fortement aux possibilités d'utilisation notamment des manchons d'ncastrement pour paliers. Il est par ailleurs préférable que Je manchon de ser- rage soit en a cier trempé et revenu et que sa surface soit durcie. Il est particulièrement avantageux que cette surface soit soumise à une carbonitruration. Le dispositif suivant l'invention permet de rempla- cer les aciers à ressort généralement utilisés jusqu'à 6 - présent, par exemple l'acier 55 SI 7, par des aciers de traitement par exemple par une nuance C 45 Ces aciers de traitepent de la classe C 45 par exemple peuvent subir une nitruration, notamment par carbonitruration, ce qui permet d'obtenir, pour un matériau sous-jacent tenace, une dureté superficielle élevée, ce qui a pour effet d'atténuer Musure de la surface de palier dans le cas des manchons de serrage pour paliers. Le dispositif suivant l'invention est également avantageux et utilisable pour des goupilles de serrage. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation en se référant au dessin. La figure 1 est une vue extérieure d'un manchon de serrage. La figure 2 représente à une plus grande échelle une partie du manchon. L'exemple de réalisation décrit correspond à un man- chon de serrage pour paliers Dans ce cas, les bords lon- gitudinaux 1, situés l'un en face de l'autre, de la fente 2 du manchon (qui, dans l'exemple de réalisation décrit, est une fente rectiligne), comporterbtune partie saillante 3 et une partie rentrante 4 qui, lorsque le manchon est engagé dans un alésage correspondant qui lui est destiné, peuvent se caler en coin l'une contre l'autre. Dans le cas envisagé, l'angle de coin des surfaces de calage 5, 6 qui peuvent s'engager l'une contre l'au- tre est supérieur à l'angle de blocage automatique O Les parties saillantes 3 et les parties rentrantes 4 sont disposées symétriquement par rapport au plan mé- diateur 7 du manchon de serrage Dans l'exemple de réa- lisation décrit, la partie saillante 3 est constituée par une partie découpée en saillie de forme rectangu- laire réalisée sur un bord longitudinal 1,tandis que la partie rentrante 4 est constituée par une partie découpée 7 - en retrait de forme trapézoïdale réalisée sur un autre bord longitudinal 1 La petite base de la partie décou- pée en saillie 3 de forme rectangulaire est parallèle à la fente 2 du manchon et à la petite base 8 de la partie découpée en retrait de forme trapézoïdale Les secteurs de transition de la partie découpée en retrait et de la partie découpée en saillie situés dans les coins sont de préférence arrondis, les zones des coins anté- rieurs 9, 10 étant arrondies un peu plus généreusement, de manière à éviter tout accrochage lors de l'engage- ment du manchon C'est ce que montre la partie gauche de la figure 2 tandis que la partie droite de la figure 2 et la figure 1 représentent schématiquement un coin dé" coupé à angles vifs. La hauteur de la partie découpée en saillie (partie saillante 3) est sensiblement égale au dixième du rayon du manchon tandis que la profondeur de la partie découpée en retrait (partie rentrante 4) est au Mfoins légèrement supérieure à la hauteur de la partie découpée en saillie. L'angle de coin compris entre les bords latéraux corres- pondants de la partie découpée en saillie et de la partie découpée en retrait est de 70 dans l'exemple de réalisa- tion décrit Cela signifie que les bords latéraux 5 de la partie découpée en retrait de forme trapézoïdale sont inclinés suivant un angle de 70 par rapport au plan de référence qui est un plan parallèle au plan médiateur 7 et passant par le point 11 situé à l'extrémité infé- rieure de la partie découpée en retrait les bords de calage de la partie découpée en saillie ou encore de la partie découpée en retrait comportent de préférence un chanfreinage des deux côtés, c'est-à-dire eniavant et en arrière du plan-de la figure, de manière à laisser un espace libre pour la matière refoulée plastiquement lors de l'engagement en coin. Le manchon de serrage peut être en acier trempé et -8 - revenu,par exemple en acier C 45, sa surface étant de pré- férence carbonitruréede manière à atténuer la tendance à l'usure. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisa- tion décrits, mais peut donner lieu à de multiples vari- antes dans le cadre de la description et des revendica- tions. Toutes les caractéristiques, isolées ou en combinai- son, qui sont mentionnées dans la description et/ou le dessin sont considérées comme essentielles pour l'inven- tion. _ -9 REVENDICATIONS 1 Manchon de serrage, notamment manchon d'encastrement- pour paliers, caractérisé en ce que les bords longitu- dinaux ( 1) de la fente ( 2) du manchon qui sont en face l'un de l'autre comportent chacun au moins une partie saillante ( 3) et une partie rentrante ( 4) qui s'enga- gent l'une dans l'autre et peuvent se caler en coin l'une contre l'autre, l'angle de coin des surfaces de calage ( 5, 6) qui peuvent se mettre en prise l'une avec l'autre étant supérieur à l'angle de blocage au- tomatique. 2 Manchon de serrage selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les parties saillantes ( 3) et les parties rentrantes ( 4) sont disposées symétriquement par rapport au plan médiateur ( 7) du manchon de serraép. 3 Manchon de serrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque partile saillante ( 3) est constituée par une partie découpée en saillie de forme rectangulaire ou trapézoïdale réalisée sur l'un des bords longitudinaux ( 1) et que chaque partie ren- trante( 4)e Btconstituée par une partie découpée en re- trait de forme trapézoïdale réalisée sur l'autre bord longitudinal ( 1), la petite base du trapèze étant le bord en retrait ( 8) dans le cas de la partie rentrante et le bord en saillie dans le cas de la partie sail- lante. 4 Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les secteurs de transition de la partie découpée en retrait et de la partie découpée en saillie sont arrondis dans les zones des coins. Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur de la partie découpée en saillie est sensiblement égale au dixième du rayon du manchon et que la profondeur de la partie découpée - en retrait est au moins légèrement supérieure à la hauteur de la partie découpée en retrait. 6 Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'angle de coin compris entre les bords latéraux correspondants ( 5, 6) de la partie découpée en saillie et de la partie découpée en re- trait est d'environ 4 à 120,2 de préférence d'environ 6 à 9 et de préférence d'environ 6,5 à 7,50 . 7 Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bords de calage de la partie découpée en saillie sont chanfreinés des deux cotés Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les bords de calage de la partie découpée en retrait sont chanfreinés des deux côtés. 9 ' Manchon de serrage selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le manchon de serrage est en acier trempé et revenu et que sa surface est durcie. Manchon de serrage selon la revendications 9, caracté- risé en ce aue sa surface est carbonitrurée.