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NOUVELLE METHODE DE FABRICATION DES ENGRENAGES SILENCIEUX.-
La présente invention vise les engrenages non métalliques et particulièrement les engrenages en matière textile agglomérée tels que dé- crit dans le brevet principal et ses premiers perfectionnements. Le but de l'invention est d'indiquer les méthodes de fabrication et mes formes perfectionnées de tels engrenages, surtout en ce qui concerne leurs moyeux, les jantes et leurs parties métalliques* @
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On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et avantages de l'addition en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'ac- compagnent, donnés simplement à titre d'exemple et sans aucune limitation, dans lesquels :
La Fig.1 représente une roue objet de l'addition ayant une jante et moyeu plus épais que le voile-
Les Fig.2 et 3 indiquent le mode d'assemblage de cette roue.
Les Fig. 5à 8 représentent des roues analogues fabriquées avec les matières textiles non tissées*
La Fig'9 représente en variante une roue analogue comportant un moyeu métallique rapporté*
Les Fig-10 à 15 indiquent le mode de fabrication d'une telle roue*
La roue représentée Fig.1 comporte un moyeu 5, un voile 6 et une jante 7 portant uae denture 8. Suivent une des formes de réalisation de l'in- vention, le voile de la roue ou de l'ébauche est établi au moyen de fipres textiles, de préférence de fibres de coton tissées réunies au moyen d'un ad- hésif assurant au tout une grande dureté et une grande souplesse.
L'adhésif utilisé peut être à base de caoutchouc mélangé de telle façon que, après vulcanisation et pression, le voile obtenu présente le degré voulu de dureté et de flexibilité- On établit alors la jante, ou au moins la denture de cette jante, au moyen de plusieurs pièces de matière non métallique offrant plus de dureté que le voile, ces pièces étant noyées et maintenues dans la même matière que le voile* Les tournants que forment les pièces, per- mettent d'obtenir la tome annulaire désirée' Le liant utilité pour leur éta- blissement peut être à base de résine, et par exemple de résine phénolique* Dans les figures, 9 désigner l'épaisseur de tissu dont est tonné le voile de la roue,
et 3 les segments de la jante-
On peut composer l'ébauche de 1'engrenage au moyen de tissu caout- chouté, soit vulcanisé en partie, soit non vulcanisé, découpé en dimensions voulues pour aller du moyeu jusqu'à la périphérie de la jante- On empile ces feuilles comme la fait comprendre la Fig.4, en ayant soit de répartir entre elles des segments 3 placée bout à bout et légèrement distants* De préférence, ces segnents sont pourvus intérieurement de dents 11, les segments ayant une
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largeur égale à l'épaisseur d'un certain nombre de feuilles caoutchoutées comme on le voit clairement Fig.2.
Les segments 3 peuvent être découpés dans des pièces de fibres textiles réunies par un adhésif, tel qu'un produit de condenation (comne décrit dans le brevet belge No 325.495 du 7 Avril 1925)' On peut encore, d'autres manières,utiliser des segments établis au moyen de fibres textiles réunies par une résine de condensation convenablement traitée, polymérisée et durcie- Le moyeu peut être fait de toute manière appropriée : dans la cas présent, on a supposé qu'il comportait un coussinet métallique 4.
Une matière de remplissage 2 permet d'étendre le voile et de lui donner les dimensions désirées*
Dans ce but, on utilise de préférence des éléments caoutchoutés 2, parce qu'il' forment un liant excellent avec le moyeu métallique*
Après assemblage des parties, de préférence dans un moule approprié, on porte ce moule à la presse pour consolider le tout, et on donne au tissu caoutchouté un traitement thermique approprié, en vulcanisant par exemple- Dans ce but, on peut utiliser une pression de l'ordre de 100 à 105 kg.cm2, avec une température de l'ordre de 160 C.
Les encoches 11 et les intervalles séparant les extrémités des segments 3 se remplissent de tissu caoutchouté de sorte que, une fois la roue terminée, sa jante comprend des segments de matière non métallique plus dure incorporée dans une matière non métallique plus douce. Les segments les plus durs étant entourés par la matière la moins dure sont, dans une certaine mesure, supportés élastiquement, de façon à flot- ter et pouvoir se déplacer en toua cens, à condition naturellement, que les déplacements soient de petite amplitude.
Ils suffisent cependant pour que la roue se prête parfaitement à la correction des petites inégalités qui se rencontrent en pratique, et se prête également bien à l'absorption des vi- brations- Les encoches 11, remplies de tissu caoutchouté, servent à assurer l'encrage des segments 3 à intervalles déterminée, et à fournir un liant adéquate entre eux et le tissu caoutchouté*
La roue d'engrenage peut être couverte d'une couche protectrice appropriée, par exemple un produit de condensation (résine phénolique, entre autres), offrant une grande résistance aux agents atmosphériques et à l'huile*
Au lieu d'établir le voile de cet engrenage au moyen de matière textile tissée,
on peut l'établir au moyen de fibres textiles non tissées
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(batitures de coton par exemple, fibres de bois ou analogue), ces fibres étant réunies au moyen d'un adhésif* Par ces moyens, on peut obtenir un voile offrant la rigidité désirée, sous une épaisseur moindre que l'épaisseur néces- sitée par l'utilisation de fibres déjà tissées* De cette façon, un peut réa- liser une économie dans le prix de revient, économie due à une utilisation de matière moins importante et moins coûteuse*
Dans la Fig.5, 10 désigne la partie du voile formée de matière fi- breuse non tissée (batiture de coton par exemple)- Dans ce cas,
les fibres sont maintenues entre les feuilles tissées 11 dépassant de chaque coté de la jante et servant d'éléments d'ancrage entre le voile et la jante- La jante est représentée Damne formée de couches 12 de matière tissée, soit d'une seule pièce, soit de plusieurs segments* @ sa partie centrale, le voile est renfor- cé sur une de ses faces, par des couches additionnelles de matière tissée, comme on le voit en 15, de sorte qu'il y a renflement de la partie du voile qui doit recevoir le moyeu-
Dans la Fig.6, le voile tout entier est tonné de fibres non tissées (batitures de coton par exemple).
Dans cette variante, la matière textile non tissée composant le voile pénètre dans la jante et en forme une partie, s'y trouvant divisée en trois couches 15, dont deux sont placées sur les faces op- posées de cette jante, alors que la troisième an occupe le centre* Suivant cette variante, la matière non tissée de la jante sert à ancrer cette jante au voile de la roue*
La variante de la Fig.7 est analogue à la Fig'6 à la différence près que la matière fibreuse non tissée 16, qui forme le voile, est divisée en deux couches entre lesquelles est interposée la matière tissée 17 de la jante.
Dans cette variante, la partie centrale du voile est représentée comme épaissie dans la mesure voulue, par addition de matière fibreuse non tissée*
La variante de la Fig.8 est analogue à la Fig.5 La partie non tissée 18 du voile étant maintenue entre des couches 19 de matière tissée* Dans cette variante. il est prévu une couche centrale 20 de matière tissée, s'étendant à travers le voile et la jante* De mime, la partie centrale du voile est épaissie par addition de fibres non tissées, en 21.
On voit que, dans chaque cas, la majeure partie du voile est com- posée de fibre. non tissées, coton, bois, etc*--* Il a été reconnu que, à
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égalité d'épaisseur du voile et -de liant, on arrivait à vue plus grande rigi- dité avec les matières non tissées quavecles fibres tissées* Il s'ensuit donc qu'on peut économiser l'épaisseur, et par conséquent les matières consti- tuantes de la roue* La roue offre, par suite, un moindre poids et un moindre prix de revient, non seulement parce qu'il entre mohs de matière dans sa com- position, mais parce que ces matières ont un prix unitaire moins élevé-
Les engrenages non métalliques, décrits ci-dessus,
comportent géné- ralanent un moyeu métallique servant à les fixer sur un arbre* Quand le voile ou le moyeu de l'engrenage est relativement épais, on peut noyer ce moyeu mé- tallique directement dans la masse de la matière agglomérée, comme l'indique la fig.1. Quant au oontraire, le voile est de faible épaisseur, cette méthode ne convient plus, car le voile mince ne présente pas assez de matière pour assurer une liaison parfaite avec la moyeu* Dans ces oonditions, il devient nécessaire d'établir par des moyens différentes une parfaite liaison entre les pièces-
Suivant les Fig.9 à 15, on ménage dans le voile 22 une ouverture polygonale 23, par exemple hexagonale, dans laquelle on monte un moyeu appro- prié- Ce moyeu comporte, dans le cas considéré, deux parties,
une centrale 24 et l'autre extérieure 25 formant rebord, avec addition d'une rondelle 26. La pièce centrale 24 a la même forme que l'ouverture 23, et elle est disposée de telle façon qu'on peut la glisser à travers cette ouverture, dans laquelle elle glisse à frottement dur- Elle peut être, soit droite, soit à peu près droite, mais de préférence, on lui donne intérieurement une légère inclinaison par rapport au rebord 25, pour faciliter les opérations. La rondelle 26 offre (Fig.12) une ouverture hexagonale 27 de dimensions s'adaptant à la rondelle et s'ajustant convenablement sur l'extrémité de la pièce centrale 24.
Elle offre de préférence une forme légèrement concave, ainsi qu'on le voit sur la Fig.10, et son ouverture 27 offre des arêtes un peu inclinées, coma le mon- treclairement cette figure-
Ainsi qu'on le voit Fig.9, le moyeu est finalement pourvu d'une ouverture centrale 8 destinée à loger l'arbre* Cependant, il est avantageux que cettepièce soit d'abord montée pleine, l'ouverture 8 n'étant pratiquée qu'après montage de la pièce formant moyeu dans l'ouverture du voile de l'é- bauche.
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Pour assembler le moyeu dans le voile 22, on introduit la pièce centrale 24 dans l'ouverture heragonale de ce voile, et on place la rondelle 26 sur l'extrémité de la pièce centrale, ce=* le fait nettement comprendre la Fig.10. Après quoi on dispose le tout dans une presse appropriée comportent une matrice 29 permettant d'exécuter l'opération de rivure- Cette matrice offre un logement hexagonal 30 dont le bord est champfreiné suivant 31, et un épau- lement 32 hexagonal* Le bord 31 est de diamètre voulu pour ne prendre d'abord qu'un contact léger avec les parois de la pièce centrale 24' Les bords droit):
du rebord hexagonal 32 sont disposés de façon à prendre contact tout d'abord avec la pièce centrale 24, le long de son bord circulaire denté, de manière seulement limitée, c'est-à-dire juste assez pour fournir la matière nécessaire pour la rivure en place de la rondelle 26.
Le dispositif de rimure est alors abaissé contre l'extrémité de la pièce centrale 24, et on lui applique la pression* Le bord 32 engage d'a- bord la matière le long des arêtes extérieures de la pièce centrale, et pro- voque l'écoulament de la matière vers l'extérieur, en marne temps que la ron- delle 26 subit la pression de haut en bas* La matière chassée vers l'extérieur remplit le vide entre les borda 32 et 31, et une certaine proportion de cette matière dépasse l'arête 11 qui la presse vers l'extérieur*
Pour la rivure, il est nécessaire d'avoir un excès de matière le long des ar8tes de l'ouverture hexagonale, à l'intérieur de la rondelle- La forme de matrice permet d'utiliser un excès de matière, par l'arête 32,
aux coins de la pièce centrale 24, et par conséquent de préserver l'extérieur par cet excès de matière* L'arête cffculaire 31 agit pour provoquer l'écoule- ment d'un excès de matière suffisant au dslâ des arêtes de la rondelle 26- Les fig. 11,12 et 13 montrant particulièrement que l'arête 32 définit bien le périmètre 33, et l'arête circulaire 31 le périmètre 34.
De cette façon, l'arête 31 fonctionne parfaitement pour faire couler la matière dans les coins, comme indiqué en 35 dans la figure*
Pour river la rondelle 26 en place, il faut faire appel à des pressions élevées, par exemple supérieure à sept tonnes par centimètre carré- Sous l'effet de ces pressions élevées, la totalité de la pièce centrale est chassée de façon à. faire bonne prise avec les parois du bord droit du voile, et la pièce centrale est en marne tempe mise en contact parfait avec les parois
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NEW MANUFACTURING METHOD OF SILENT GEARS.-
The present invention is aimed at non-metallic gears and particularly at gears made from an agglomerated textile material as described in the main patent and its first improvements. The object of the invention is to indicate the manufacturing methods and my improved forms of such gears, especially as regards their hubs, rims and their metal parts * @
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The novel features and advantages of the addition will be better understood by reference to the following description and to the accompanying drawings, given merely by way of example and without any limitation, in which:
Fig. 1 shows a wheel object of the addition having a rim and hub thicker than the veil-
Figs. 2 and 3 show how this wheel is assembled.
Figs. 5 to 8 represent similar wheels made from non-woven textile materials *
Fig'9 shows a variant of a similar wheel comprising an attached metal hub *
Fig-10 to 15 show how such a wheel is made *
The wheel shown in FIG. 1 comprises a hub 5, a web 6 and a rim 7 carrying a toothing 8. Following one of the embodiments of the invention, the web of the wheel or of the blank is established by means of textile fibers, preferably woven cotton fibers joined together by means of an adhesive ensuring the whole of great hardness and great flexibility.
The adhesive used can be based on rubber mixed in such a way that, after vulcanization and pressure, the resulting web has the desired degree of hardness and flexibility. The rim, or at least the toothing of this rim, is then established at by means of several pieces of non-metallic material offering more hardness than the veil, these parts being embedded and held in the same material as the veil * The turns formed by the parts make it possible to obtain the desired annular volume 'The binder utility for their establishment may be based on resin, and for example on phenolic resin * In the figures, 9 denote the thickness of fabric from which the wheel web is thinned,
and 3 rim segments-
The blank of the gear can be composed by means of rubberized fabric, either partially vulcanized or unvulcanized, cut into the desired dimensions to go from the hub to the periphery of the rim. These sheets are stacked like the wheel. makes it clear in Fig.4, having either to distribute between them segments 3 placed end to end and slightly apart * Preferably, these segments are provided internally with teeth 11, the segments having a
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width equal to the thickness of a number of rubberized sheets as can be seen clearly in Fig. 2.
The segments 3 can be cut from pieces of textile fibers joined together by an adhesive, such as a condenation product (as described in Belgian patent No. 325,495 of April 7, 1925). It is also possible, in other ways, to use segments established by means of textile fibers joined by a condensation resin suitably treated, polymerized and hardened. The hub can be made in any suitable way: in this case, it was assumed that it included a metal pad 4.
A filling material 2 makes it possible to extend the veil and give it the desired dimensions *
For this purpose, rubberized elements 2 are preferably used, because they 'form an excellent binder with the metal hub *
After assembly of the parts, preferably in a suitable mold, this mold is brought to the press to consolidate the whole, and the rubberized fabric is given an appropriate heat treatment, by vulcanizing for example. For this purpose, a pressure of around 100 to 105 kg.cm2, with a temperature of around 160 C.
The notches 11 and the gaps between the ends of the segments 3 fill with rubberized fabric so that, when the wheel is finished, its rim comprises segments of harder non-metallic material embedded in a softer non-metallic material. The harder segments being surrounded by the softer material are, to a certain extent, elastically supported, so as to float and be able to move in all directions, provided of course that the displacements are of small amplitude.
They are, however, sufficient for the wheel to lend itself perfectly to the correction of small unevenness which is encountered in practice, and also to lend itself well to the absorption of vibrations. The notches 11, filled with rubberized fabric, serve to ensure the inking of segments 3 at fixed intervals, and to provide an adequate binder between them and the rubberized fabric *
The gear wheel can be covered with a suitable protective layer, for example a condensation product (phenolic resin, among others), offering high resistance to atmospheric agents and oil *
Instead of establishing the veil of this gear by means of woven textile material,
it can be established by means of non-woven textile fibers
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(cotton buildings for example, wood fibers or the like), these fibers being united by means of an adhesive * By these means, a veil can be obtained offering the desired rigidity, under a thickness less than the required thickness by the use of fibers already woven * In this way, one can realize a saving in the cost price, saving due to a less important and less expensive use of material *
In Fig. 5, 10 denotes the part of the veil formed of non-woven fiber material (cotton fabric for example) - In this case,
the fibers are held between the woven sheets 11 protruding from each side of the rim and serving as anchoring elements between the web and the rim. The rim is shown in the form of layers 12 of woven material, ie in one piece , or of several segments * @ its central part, the veil is reinforced on one of its faces, by additional layers of woven material, as seen at 15, so that there is a bulge of the part of the veil which must receive the hub
In Fig. 6, the entire veil is thinned with non-woven fibers (cotton fabrics for example).
In this variant, the nonwoven textile material composing the veil penetrates into the rim and forms a part thereof, being there divided into three layers 15, two of which are placed on the opposite faces of this rim, while the third an occupies the center * According to this variant, the non-woven material of the rim is used to anchor this rim to the web of the wheel *
The variant of Fig.7 is similar to Fig'6 with the difference that the nonwoven fibrous material 16, which forms the web, is divided into two layers between which is interposed the woven material 17 of the rim.
In this variant, the central part of the web is shown as thickened to the desired extent, by addition of non-woven fibrous material *
The variant of Fig.8 is analogous to Fig.5 The nonwoven part 18 of the web being held between layers 19 of woven material * In this variant. a central layer 20 of woven material is provided, extending through the web and the rim. Similarly, the central part of the web is thickened by the addition of non-woven fibers, at 21.
It can be seen that in each case the major part of the web is made of fiber. non-woven fabrics, cotton, wood, etc. * - * It has been recognized that,
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equality of thickness of the veil and -of binder, one achieves at sight greater rigidity with the nonwoven materials than with the woven fibers * It follows therefore that one can save the thickness, and consequently the constituent materials. killing of the wheel * The wheel offers, consequently, a lesser weight and a lower cost price, not only because it enters more material in its composition, but because these materials have a lower unit price-
Non-metallic gears, described above,
generally have a metal hub used to fix them on a shaft * When the web or the gear hub is relatively thick, this metal hub can be embedded directly in the mass of the agglomerated material, as indicated fig. 1. On the other hand, the veil is thin, this method is no longer suitable, because the thin veil does not have enough material to ensure a perfect connection with the hub * In these conditions, it becomes necessary to establish by different means a perfect connection between the parts-
According to Figs. 9 to 15, a polygonal opening 23, for example hexagonal, is provided in the web 22, in which a suitable hub is fitted. This hub comprises, in the case considered, two parts,
a central 24 and the other external 25 forming a rim, with the addition of a washer 26. The central piece 24 has the same shape as the opening 23, and it is arranged in such a way that it can be slid through this opening, in which it slides with hard friction. It can be either straight or roughly straight, but preferably, it is internally given a slight inclination relative to the rim 25, to facilitate operations. The washer 26 offers (Fig. 12) a hexagonal opening 27 of dimensions which adapt to the washer and suitably fit on the end of the central piece 24.
It preferably offers a slightly concave shape, as can be seen in Fig. 10, and its opening 27 offers slightly inclined edges, as this figure clearly shows.
As seen in Fig. 9, the hub is finally provided with a central opening 8 intended to house the shaft * However, it is advantageous that this part is first mounted solid, the opening 8 not being made. only after mounting the part forming a hub in the opening of the web of the blank.
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To assemble the hub in the veil 22, the central part 24 is introduced into the heragonal opening of this veil, and the washer 26 is placed on the end of the central part, this = * makes this clearly understood in Fig. 10. . After which the whole is placed in a suitable press comprising a die 29 allowing the riveting operation to be carried out - This die offers a hexagonal housing 30 whose edge is chamfered along 31, and a hexagonal shoulder 32 * The edge 31 is of the desired diameter so that first of all only light contact with the walls of the central part 24 'The straight edges):
of the hexagonal rim 32 are arranged so as to make contact first with the central piece 24, along its toothed circular edge, only in a limited manner, that is to say just enough to provide the material necessary for the rivet in place of washer 26.
The rimure device is then lowered against the end of the central piece 24, and pressure is applied to it. The edge 32 first engages the material along the outer edges of the central piece, and causes 'material flows outwards, while the washer 26 undergoes the pressure from top to bottom * The material forced outwards fills the void between the borders 32 and 31, and a certain proportion of this material exceeds edge 11 which presses it outwards *
For the riveting, it is necessary to have an excess of material along the edges of the hexagonal opening, inside the washer - The die shape allows the use of excess material, by the edge 32 ,
at the corners of the central piece 24, and consequently to preserve the exterior by this excess of material * The cffcular ridge 31 acts to cause the flow of a sufficient excess of material at the edges of the washer 26 - Figs. 11, 12 and 13 showing in particular that the ridge 32 clearly defines the perimeter 33, and the circular ridge 31 the perimeter 34.
In this way, the edge 31 works perfectly to flow the material into the corners, as indicated at 35 in the figure *
To rivet the washer 26 in place, it is necessary to use high pressures, for example greater than seven tons per square centimeter. Under the effect of these high pressures, the entire central part is driven out so as to. make good grip with the walls of the right edge of the veil, and the central piece is in temple marl placed in perfect contact with the walls
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