Brevet FR2716395A1 — publié le 19950825

La présente invention concerne un dispositif de laminage circulaire de bagues ou d'objets à symétrie de révolution et de profils analogues, comme par exemple des bagues de roulements à billes ou de roulements à rouleaux, qui ont une longueur axiale limitée et qui peuvent être fabriquées par laminage à froid, auquel cas il est prévu, pour une expansion radiale et pour la mise en forme d'une ébauche de profil annulaire, un cylindre de profilage pour la mise en forme de la surface périphérique extérieure et un cylindre de laminage pour le laminage de la surface périphérique intérieure de la bague, ce cylindre de laminage étant prolongé des deux côtés au-delà de la dimension axiale de la bague et étant monté sur des galets de support qui roulent sur lui avec contact linéaire. Le laminage de bagues entre un cylindre de profilage et un cylindre de laminage, ayant une forme correspondant à la surface intérieure de la bague, est extrêmement rentable et est utilisé particulièrement avantageusement lors de la fabrication de bagues de roulements à billes à la place d'une fabrication avec enlèvement de copeaux. Du fait que l'ébauche, initialement de forme annulaire, a le même volume que la bague finale, des impératifs particuliers sont imposés au processus de laminage de façon à garantir la qualité géométrique et la rotondité de la bague. Lors du laminage à froid de bagues profilées, il se pose constamment un problème consistant à mettre en forme les bagues avec un grand degré de rotondité car il peut se produire particulièrement fréquemment des écarts de forme circulaire, notamment lors de l'utilisation de matériaux non homogènes. D'une manière connue, on utilise des outils de laminage circulaire dans lesquels des bagues sont laminées avec augmentation de leur diamètre entre une molette cylindrique entraînée et un cylindre de laminage déplaçable radialement par rapport à la molette de laminage, ces outils comportant au moins un galet de centrage. Ce galet de centrage, qui est maintenu dans la zone des cylindres sous une certaine pression d'application en contact avec la périphérie extérieure de la bague doit assurer le déplacement circulaire de la bague pendant le processus de laminage et l'obtention d'une forme circulaire exacte. Pour assurer avec des moyens simples un réglage en rapport avec le diamètre de la bague correspondante, le galet de centrage est monté normalement dans un levier pivotant. A l'aide du galet de centrage, la partie annulaire sortant tangentiellement de la zone de laminage est soumise à une tension de flexion et est obligée de suivre un trajet circulaire. On est ainsi assuré simultanément de la rotondité de la bague. En pratique il s'est avéré extrêmement difficile d'adapter la pression d'application du galet de centrage d'une façon optimale en vue d'empêcher un débordement latéral ou un mouvement pendulaire et en vue de garantir un alignement précis de la bague par rapport à l'intervalle de laminage. Dans le document DE 22 22 607, il est prévu, dans un outil de laminage circulaire comportant des cylindres de laminage entraînés, en vue d'obtenir une régulation de la force d'application du galet de centrage qui est produite par un cylindre hydraulique, un contre-appui souple se présentant sous la forme d'un ressort mécanique de pression qui exerce, dans des limites déterminées, une pression d'application qui est fonction de la croissance de la bague et de la constante d'élasticité du ressort. En outre, dans un autre agencement, il est prévu un contacteur de fin de course qui, dans le cas d'une variation de position s'écartant de la normale, par exemple sous l'effet d'un débordement latéral de la bague, ouvre un organe d'étranglement prévu dans le cylindre hydraulique et diminue la force d'application exercée sur la bague. Un agencement de ce genre réduit, dans le cas d'une grosse bague, le risque d'une déformation par le fait que, sous l'effet d'une force d'application excessive, la bague est refoulée vers l'extérieur entre la zone de laminage et la zone de centrage à cause de sa petite section et du petit moment d'inertie mais il se forme alors une boucle et la bague devient inutilisable. Pour cette raison, le dispositif décrit ci-dessus pour le laminage circulaire de petites bagues et de moment d'inertie relativement grand ne convient pas et n'est également pas utilisable. Dans le document DE 28 30 252, il est proposé d'effectuer une régulation de la force de centrage de façon automatique et en fonction des dimensions correspondantes d'épaisseur radiale de paroi et de hauteur axiale de la pièce. Lors de la régulation de la force de centrage, progressivement le moment d'inertie de l'ébauche de forme annulaire à laminer est déterminé et la force de centrage est transmise au galet de centrage par l'intermédiaire d'un cylindre hydraulique pouvant être sollicité des deux côtés. Pour le laminage circulaire, il est en outre prévu un dispositif électronique ou électrique de limitation qui agit sur le signal de régulation, en vue de la commande de la force d'application du cylindre hydraulique dans le cas d'une variation de position des galets de centrage, de façon à augmenter le diamètre en correspondance au signal de régulation prédéterminé, tandis qu'une variation ultérieure de position en direction d'un plus petit diamètre est atténuée avec une réduction de la vitesse de sollicitation. Ainsi, lors d'un passage de bagues non rondes devant le galet de centrage, une plus petite force d'application est exercée et on obtient dans des limites déterminées, une meilleure rotondité de bagues ayant un diamètre relativement grand et un petit moment d'inertie. Du fait que les capteurs nécessaires pour la régulation du processus de laminage nécessitent des frais et un encombrement relativement grands, la solution proposée n'est pas applicable au laminage de bagues de roulements à billes. Dans le cas du laminage à froid de bagues de roulements profilées, comme cela est décrit dans le document DE 38 24 856, le laminage circulaire est effectué avec un galet de centrage qui est soumis à une force d'application constante exercée par un cylindre hydraulique. Lors d'un laminage à froid de bagues profilées, il peut cependant se produire des défauts de forme circulaire, qui résultent de l'utilisation de matériaux non homogènes et qui ne peuvent pas être réduits avec une force constante d'application du galet de centrage. L'invention concerne un dispositif relativement simple pour le laminage circulaire de bagues ou d'objets à symétrie de révolution et profilés d'une manière analogue, par exemple de bagues pour des roulements à billes ou des roulements à rouleaux, qui ont une longueur axiale limitée, un diamètre relativement petit et un moment d'inertie comparativement grand. L'invention a pour objet un dispositif de laminage circulaire qui réduise automatiquement, lors d'un laminage à froid, les écarts de forme circulaire de la bague qui résultent de matériaux non homogènes. Conformément à l'invention, le problème est résolu par le fait que le dispositif de laminage circulaire comporte un galet de centrage mobile en rotation dans un dispositif de contrepression et monté sur la broche de laminage de façon à pouvoir pivoter dans un corps de base, ainsi qu'un levier pivotant disposé sur le corps de base et associé à un amortisseur hydraulique, qui est relié d'un côté de façon articulée avec l'extrémité du levier pivotant et qui est relié de l'autre côté de façon à pouvoir pivoter avec le châssis supérieur, en pouvant être sollicité par la force de laminage circulaire. L'invention est basée sur la connaissance que des défauts de forme circulaire résultant d'une non- homogénéité du matériau seront réduits lorsque la force de laminage circulaire, exercée par le galet de centrage, peut être adaptée automatiquement à la croissance de la bague. Ce résultat peut être obtenu avantageusement à l'aide d'un amortisseur hydraulique. Dans le cadre de l'invention, il est en outre prévu à cet égard que l'amortisseur, rempli d'un liquide ou d'un autre agent d'amortissement fluide, comporte un cylindre fermé qui est divisé, par un piston relié à une tige, en au moins deux chambres de travail qui sont reliées par des orifices d'étranglement. Lorsque par exemple à la suite d'une modification de la force radiale de laminage, il faut s'attendre, dans le cas d'une bague, à une croissance plus rapide de celle-ci et, lorsque le galet de centrage se déplace en direction de la périphérie extérieure, la force de laminage circulaire agissant sur la bague est augmentée par la plus grande résistance de l'amortisseur. On empêche ainsi que la bague s'écarte d'un côté de sa position de symétrie. D'autre part, dans le cas d'un écart de la bague, provoqué par des matériaux non homogènes, à partir de la forme circulaire et en direction du diamètre intérieur, ce qui est comparable à une plus petite croissance de la bague, la force de laminage circulaire est automatiquement réduite. En conséquence, des bagues pourront être fabriquées avec une précision extraordinairement grande en ce qui concerne la rotondité. En outre, dans le cadre de l'invention il est prévu que les orifices d'étranglement existant entre les chambres de travail du cylindre soient réglables. Il est ainsi possible d'augmenter ou de réduire la grandeur de la force de laminage circulaire, ce qui a un effet particulièrement avantageux sur la rotondité lorsque les bagues sont fabriquées à partir de matériaux différents. Selon une autre particularité de l'invention, il est judicieux que le réceptacle de cylindre prévu dans le châssis supérieur soit réglable, en même temps que l'amortisseur, par glissement en direction du levier pivotant et puisse être fixé de façon séparable dans les différentes positions. De cette manière, il est avantageusement possible d'effectuer un préréglage du galet de centrage par rapport à la pièce. En outre, il est prévu dans le châssis supérieur du dispositif de laminage circulaire deux butées entre lesquelles peut se déplacer le levier pivotant de façon à fixer les positions limites du galet de centrage. Selon une autre particularité de l'invention, il est judicieux que les butées soient réglables de manière à pouvoir adapter facilement le dispositif de laminage circulaire à différentes grosseurs de bagues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de laminage circulaire. Le dispositif de laminage circulaire d'une bague 1 par laminage à froid comporte, pour le laminage de la surface périphérique extérieure, un cylindre de profilage 2 et, pour le laminage de la surface périphérique intérieure de la bague 1, un cylindre de laminage 3 définissant le profil intérieur, ce cylindre 3 étant prolongé des deux côtés au-delà de la dimension axiale de la bague 1 et s'appuyant avec contact linéaire sur des rouleaux de support 4 roulant sur lui. Le galet de centrage 6 est monté avec possibilité de rotation dans un dispositif de contrepression 5. Le dispositif de contrepression 5 transmet la force de laminage circulaire à la bague 1. Il peut être déplacé par pivotement dans un plan horizontal. Il est ainsi possible, le cas échéant de s'opposer à une mise en biais de la bague 1. Pour le pivotement du dispositif de contrepression 5, il est prévu des vis de fixation 7. Après le desserrage des vis de fixation 7, il est possible de faire pivoter le dispositif de contrepression 5 par rotation d'une vis d'actionnement 8. La valeur de l'angle de pivotement peut être lue sur une échelle 9 associée à la vis d'actionnement 8. Après le pré-réglage du galet de centrage 6 qui a été décrit ci-dessus, ce galet peut être guidé, à l'aide du corps de base 11 monté de façon tournante sur la broche de laminage 10, sur une voie circulaire en direction du centre de la bague 1. Sur le corps de base 11 monté sur la broche de laminage 10, il est prévu un levier pivotant 13 pouvant être déplacé dans un sens et dans l'autre par rapport à un châssis supérieur 12. Pour limiter la possibilité de pivotement du levier pivotant 13, il est prévu, sur le châssis supérieur 12 du dispositif de laminage circulaire, une butée de gauche mobile 14 et une butée de droite 15. La butée de gauche 14 fixe la position limite supérieure du galet de centrage 6 tandis que la butée de droite 15 fixe la position limite inférieure, le levier pivotant 13 étant mobile entre les butées précitées. A l'aide de vis de serrage 16 et d'une broche d'actionnement 17, il est possible de déplacer au moins la butée de gauche 14 et de pouvoir adapter le dispositif de laminage circulaire facilement à des grosseurs différentes de la bague 1. En outre, pour le contrôle de la position limite supérieure du galet de centrage 6, il est prévu un capteur, par exemple un capteur inductif 18. L'extrémité supérieure 19 du levier pivotant est reliée par articulation, en vue de la transmission du couple produit par la force de laminage circulaire, à la tige de piston 20 d'un amortisseur hydraulique 21. D'autre part l'amortisseur 21 est relié à un réceptacle de cylindre 23 de façon à pouvoir pivoter avec le châssis supérieur 12. L'amortisseur 21 de type connu est rempli d'un liquide ou d'un autre agent d'amortissement fluide et il comporte un cylindre fermé 22, qui est divisé, par un piston non représenté en détail et accouplé à la tige de piston 20, en au moins deux chambres de travail reliées par des orifices d'étranglement. Les orifices d'étranglement prévus entre les chambres de travail peuvent être réglés au moyen d'un dispositif de régulation prévu d'une manière classique sur l'amortisseur 21. En conséquence, la force de laminage circulaire peut être réglée à une valeur plus ou moins grande, ce qui a une influence particulièrement avantageuse sur la rotondité, lorsque les bagues 1 sont réalisées à partir de matériaux différents. En outre, il est prévu sur l'amortisseur 21 un réceptacle de cylindre 23, qui est déplaçable sur le châssis supérieur 12 par glissement en direction du levier pivotant 13 et qui peut être fixé dans les différentes positions et de façon séparable à l'aide d'une vis de blocage 24. Le pré-réglage du galet de centrage 6 par rapport à la bague 1 est effectué avec le réceptacle de cylindre réglable 23. A cet effet, il faut desserrer la vis de blocage 24 et faire tourner une broche 25 prévue pour la manoeuvre. Une rotation vers la droite de la broche 25 produit un mouvement de descente du dispositif de contrepression 25 avec le galet de centrage 6. Lors du réglage on doit faire en sorte que les butées 14 et 15 n'empêchent pas l'opération. Le positionnement sera effectué de telle sorte que, dans le cas d'une bague 1 terminée de laminage, il subsiste une course résiduelle jusqu'à la fin de déplacement de l'amortisseur 21. Lors d'un laminage circulaire d'une bague 1, le galet de centrage 6, déplacé par pivotement vers l'intérieur, se trouve initialement dans la position limite supérieure tandis que le levier pivotant 13, comme le montre le dessin, est situé à côté de la butée de gauche 14. Sous l'effet de la rotation et de la diminution de l'espacement mutuel entre le cylindre de profilage 2 et le cylindre de laminage 3, l'épaisseur de paroi de la bague 1 est réduite et, dans le cas d'une largeur restant constante, il se produit une croissance plus rapide de la bague. La force de laminage circulaire est transmise au galet de centrage 6 et au levier pivotant 13, celui-ci s'écartant alors de la butée 14 et se déplaçant vers la butée de droite 15. En correspondance à la grandeur de croissance de la bague, le mouvement du levier pivotant 13 se produira de façon plus ou moins brutal et il sera transmis à l'amortisseur de choc 21 articulé à l'extrémité 19 du levier pivotant. Du fait du mode de fonctionnement connu de l'amortisseur 21, la force de laminage circulaire produite sera automatiquement atténuée plus ou moins. En conséquence il sera possible, d'une manière particulièrement simple, de fabriquer des bagues 1 ayant un haut degré de rotondité. REVENDICATIONS 1. Dispositif de laminage circulaire de bagues ou d'objets à symétrie de révolution et de profils analogues, comme par exemple des bagues de roulements à billes ou de roulements à rouleaux, qui ont une longueur axiale limitée et qui peuvent être fabriquées par laminage à froid, auquel cas il est prévu pour une expansion radiale et pour la mise en forme d'une ébauche de profil annulaire, un cylindre de profilage pour le laminage de la surface périphérique extérieure et un cylindre de laminage pour le laminage de la surface périphérique intérieure de la bague, ce cylindre de laminage étant prolongé des deux côtés au-delà de la dimension axiale de la bague et étant monté sur des galets de support qui roulent sur lui avec contact linéaire, caractérisé en ce que ce dispositif comporte un galet de centrage (6), mobile en rotation dans un dispositif de contrepression (5) et monté avec un corps de base (11) de façon pivotante sur la broche de laminage (10), ainsi qu'un levier pivotant (13) disposé sur le corps de base (11) et associé à un amortisseur hydraulique (21), qui est d'un côté articulé sur l'extrémité (19) du levier pivotant et qui est relié de l'autre côté au châssis supérieur (12) de façon à pouvoir pivoter, tout en pouvant être sollicité par la force de laminage circulaire. 2. Dispositif de laminage circulaire de bagues selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur (21) rempli d'un liquide ou d'un autre agent d'amortissement fluide, comporte un cylindre fermé (22), qui est divisé par un piston, accouplé à une tige de piston (20), en au moins deux chambres de travail reliées par des orifices d'étranglement. 3. Dispositif de laminage circulaire de bagues selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce il que les orifices d'étranglement de l'amortisseur (21) prévus entre les chambres de travail du cylindre (22) sont réglables). 4. Dispositif de laminage circulaire de bagues selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réceptacle de cylindre (23) , prévu sur le châssis supérieur (12), est réglable en même temps que l'amortisseur (21) de façon à pouvoir glisser en direction du levier pivotant (13) et peut être fixé de façon séparable dans les différentes positions. 5. Dispositif de laminage circulaire de bagues selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le levier pivotant (13) est déplaçable entre une butée de gauche (14), prévue sur le châssis supérieur (12), et une butée de droite (15). 6. Dispositif de laminage circulaire de bagues selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les butées (14, 15) sont réglables.