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"PERFECTIONNEMENTS AUX COUSSINETS"
La présente invention a pour objet un coussinet perfectionné destiné aux applications dans lesquelles des efforts élevés interviennent, comme par exemple pour les pa- liers des vilebrequins de moteurs à combustion interne, ar- bres de pompes, eto., ou pour les bielles ou pièces de ma- chines analogues dans lesquelles les coussinets sont soumis à des efforts prolongés ou intenses. Le but de la présente invention est d'établir un coussinet de ce genre qui possède les avantages suivants :
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1. Il est léger et fait de métal compact, résistant, dense et non poreux;
2.
Il peut être façonné ou estampé à l'aide d'un équipement à façonner la tôle relativement léger, peu-. coû teux et travaillant rapidement, et lorsqu'il a ainsi été travaillé ou façonné, il possède des dimensions exactes et n'exige pas d'opérations de finissage, d'usinage ou de rec- tification à la meule sur sa surface externe ;
3.
Il est suffisamment flexible ou déformable pour permettre à la tôle ou matière de support d'être traitée initialement, en vue de recevoir. une garniture de "métal blanc" ou autre métal à coussinet, sous forme de bobines continues et à l'aide d'un équipement léger et peu coûteux, pour se prêter à une fabrication rapide et peu coûteuse par le trai- tement de cette tôle sous forme de petits tronçons et flans, ce qui facilite la manutention, permet de réduire le volume par l'emboîtement des éléments les uns dans les autres en vue de l'expédition, permet le montage manuel facile et rapide dans les corps de palier et l'adaptation finale du coussinet à la paroi du dit corps sous les pressions susceptibles d'être créées à l'aide des boulons du chapeau,
dans le but de conférer à un coussinet léger et relativement flexible de ce genre la résistance mécanique et la rigidité de support du corps de palier proprement dit tout en lui permettant d'ef- fectuer un léger mouvement par rapport à ce corps, lorsque cela est nécessaire en service, pour supporter les efforts variables qui s'exercent entre l'arbre et la paroi du coussi- net ;
4. Il est construit de façon précise en ce qui concerne certaines dimensions essentielles avec des tolérances qu'il avait été impossible d'obtenir jusqu'à ce jour, excepté par un travail manuel long et coûteux, les tolérances en question se rapportant principalement à l'épaisseur constante
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de. la paroi et, à un degré moindre, à la longueur circonfé- rentielle.
Jusqutà ce jour, les coussinets destinés à suppor- ter des efforts élevés étaient de cinq genres, savoir : (1) des garnitures en métal blanc coulées directement dans le corps du palier et le chapeau. ; (2) des garnitures moulées en coquille séparément, puis ajustées dans le corps de palier ; (3) des coquilles de laiton ou de bronze garnies de métal blanc ; (4) des coquilles dtacier garnies de métal blanc ; (5) des coquilles garnies de bronze avec douille de support en acier pour supporter des charges élevées conjoin- tement avec des arbres trempés. On ne peut guère dire quoi que ce soit en faveur des deux premiers types ci-dessus, excepté qu'ils sont relativement bon marché et qu'ils ont donné satisfaction lorsque les charges et vitesses rotatives étaient faibles.
Les coussinets de laiton garnis de métal blanc ont donné des résultats satisfaisants pour des charges et vitesses beaucoup plus élevées que les garnitures simples en métal blanc, mais sont évidemment plus coûteux et exigent un matériel important et coûteux pour être fabriqués d'une façon précise.
Les coquilles d'acier garnies de métal blanc possèdent de nombreux avantages sur les coquilles de laiton en ce qui concerne la résistance mécanique et sont par con- séquent employées dans le cas de charges extrêmement élevées, comme par exemple pour supporter les arbres des machines ' marines, moteurs d'avions, moteurs Diesel, etc.; mais, lorsqu'elles doivent être établies avec de très petites to- léranoes, leur prix de revient est élevé et elles exigent un matériel de fabrication important et coûteux, une exécu- tion extrêmement précise et, en général, une usine de grande étendue.
Les coquilles de fonte ou d'acier à garniture de métal blanc actuellement employées sont lourdes, coûteuses
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et rigides, qu'elles soient fabriquées à l'aide de pièces moulées, de tube étiré, de tôle ou de quelque autre manière, et exigent un grand nombre d'opérations coûteuses et variées pour transformer la matière brute en l'objet terminé. Il en est de même à un degré encore plus grand des coquilles à garniture de bronze et à douille de support en acier.
Chacun des trois types mentionnés en dernier lieu possède les avan- tages susmentionnés sur les anciennes garnitures en métal blanc, mais leur fabrication et leur emploi entraînent de nombreuses difficultés et inconvénients dont certains ont été mentionnés précédemment, mais dont d'autres seront in- diqués ou mis en évidence au cours de la description donnée ci-après et par comparaison avec les présents coussinets perfectionnés.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue de côté schématique avec coupe verticale partielle représentant une façon de munir une feuille de métal de support d'une garniture ou couche superficielle de matière à coussinet, appelée ci-après "métal blanc" ; fig.
2 est une vue en plan d'une bande métallique composite ou garnie ; figo 3 est une coupe suivant 3-3 (fig. 2); fig. 4 est une vue en plan de la bande composite découpée en flans rectangulaires ; fig. 5 est une coupe suivant 5-5 (fig. 4) ; fig. 6 est une coupe centrale verticale représentant schéma- tiquernent le procédé de façonnage, de frappe et de refoule- ment du flan rectangulaire en vue de la production d'une coquille semi-cylindrique ; fig. 6a est une vue en bout partielle représentant schématiquement l'élargissementcommu- niqué à la coquille dans l'opération de fig. 6 par rapport aux dimensions auxquelles cette coquille est destinée à être réduite par compression après son montage dans un corps de palier ;
fig. 7 est une coupe centrale schématique représentant
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la façon de chanfreiner les bords extrêmes de deux coquilles semi-circulaires ; fig. 8 est une vue en perspective d'une coquille présentant un trou à lubrifiant et une rainure de distribution de lubrifiant ; fig. 9 est une vue analogue de la même coquille après qu'elle a été entaillée ou munie d'une patte de repérage sur un de ses bords ; fig. 10 est une vue analogue représentant la coquille principale après que des poches destinées à recevoir la crasse y ont été pratiquées ; fig. 11 est une coupe centrale schématique re- présentant l'opération qui consiste à raboter les bords de division de la coquille ;
fig. 12 est une vue analogue schématique représentant l'opération qui consiste à aléser ou finir la surface interne ou portée de la coquille à sa dimension finale ; fig. 13 est une vue de côté représentant la coquille alésée après qu'elle a été munie d'une légère dépouille ou chanfrein près des bords de division ; fig. 14 est une vue perspective représentant la surface externe du présent coussinet ainsi que, d'une manière exagérée, les irrégularités de son contour ; fig. 15 est une vue perspec- tive faisant ressortir la flexibilité manuelle du demi- coussinet fini ; fig. 16 est une vue en bout schématique re- présentant le mode de montage et la facilité avec laquelle cette opération est réalisée comme résultat de la flexibilité manuelle du coussinet ;
fig. 17 est une vue en bout repré- sentant deux des présents demi-coussinets assemblés dans un corps de palier ; fig. 18 est une coupe transversale frag- mentaire représentant le contact initial entre la surface externe du coussinet et la surface de support ou interne du corps de palier ; fig. 19 est une vue analogue représentant le contact entre la surface du coussinet et la surface du corps de palier à l'achèvement du montage ; fig. 20 est une vue en bout partielle d'une des présentes coquilles et représente les tolérances et la forme de cette coquille ;
fig. 21 est
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une vue en bout de deux des demi-coussinets suivant ltin- vention montés dans un corps de palier, les plans dans lesquels les efforts qui s'exercent tant sur la surface du coussinet que sur la paroi externe sont maxima étant re- présentés par des traits mixtes continus.
Le but visé par la demanderesse était d'établir un coussinet présentant les avantages essentiels, suivants: un faible prix de revient, une matière première peu coûteuse, une fabrication facile et rapide, un équipement ou matériel de fabrication léger, peu coûteux et rapide, une fabrication, une manutention, une expédition et un montage commodes, une très grande exactitude des dimensions avec le minimum d'opérations de précision, en comparaison avec les procédés appliqués jusqu'à ce jour, l'aptitude des coussinets à épou- ser la forme des corps de palier dans lesquels ils sont appelés à être utilisés,
afin d'obtenir la résistance de support du corps de palier par l'application d'un minimum de matière dans le coussinet au lieu d'assurer la rigidité du coussinet par l'épaisseur et la résistance mécanique inhérente du coussinet lui-même comme on le faisait jusqutà ce jour. Ayant établi un coussinet possédant les avantages énumérés ci-dessus, la demanderesse est arrivée à cette conclusion que le coussinet idéal possédant ces caractéris- tiques est un coussinet fait d'un métal en feuille dense, compact et léger tel que l'acier, possédant une épaisseur telle qu'elle permet à la matière d'être traitée d'une façon continue sous forme de bobines sans employer un équipement excessivement lourd ou de grandes dimensions et d'être façonnée facilement par un équipement léger et possédant,
tant en raison du façonnage de la bande qu'en raison des opé- rations qui interviennent dans la transformation de l'ébauche de bande en coquilles ou coussinets semi-cylindriques une
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paroi arrière ou de support extrêmement exacte et uniforme, de sorte que des opérations supplémentaires d'usinage, rec- tification, etc. ne sont pas nécessaires. D'autres caracté- ristiques des présents coussinets résident dans une extrême précision de 1'épaisseur de paroi totale sur toute la surface du coussinet et dans un certain degré de flexibilité, les avantages qui en résultent étant mis en évidence au cours de ce qui suit.
Il est nécessaire, dansée but d'expliquer claire- ment les caractéristiques et avantages du présent coussinet, d'en décrire un mode de fabrication, maissil est bien entendu que le mode de fabrication particulier qui sera décrit ci- après n'est pas le seul par lequel le présent coussinet, ou des coussinets ayant les mêmes caractéristiques, peuvent être fabriqués efficacement.
Dans la fig. 1, on a représenté une bobine 1 de métal en feuille ou' tôle flexible relativement mince 2 qui possède une structure solide dense et compacte, ayant reçu la forme représentée par des opérations de laminage succes- sives et qui, sous forme de feuilles minces, possède une exactitude assez grande en ce qui concerne l'épaisseur cons- tante de la tôle. Ordinairement, les tolérances admises dans l'épaisseur des métaux en feuille correspondent à un certain pourcentage de l'épaisseur totale, usuellement 5 %, et, par conséquent, l'épaisseur de la matière à l'aide de laquelle les présents coussinets sont fabriqués est d'autant plus exacte que cette matière est plus mince.
On chauffe d'abord cette tôle 2 de métal flexible et mince à la température désirée, puis on la fait passer à travers une chambre 3 con- tenant du métal à coussinet fondu 4, usuellement du métal blanc, qui coule sur la face supérieure de la bande 2 et
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sort avec la bande au-dessous du bord ou orifice 5 de la chambre 3, de telle sorte que, après que la bande a été refroidie par tout moyen convenable tel qu'un jet d'eau 6, on obtient une feuille ou bande composite comprenant le mé- tal ou feuille de support 2 et une garniture du métal à coussinet 1 liée à cette feuille.
La bande composite est encore flexible et peut par conséquent être enlevée puis manipulée sous forme d'une bobine 8, mais , si on le désire, on peut, avant son réenroulement, la calibrer à une épais- seur prédéterminée en usinant la surface de la matière à coussinet, cette opération étant de préférence réalisée én tendant la bande entre un frein et deux rouleaux de tension et en usinant la surface enduite de la bande ainsi tendue.
L'avantage particulier que présente l'application d'une feuille relativement mince dans toutes les opérations déjà décrites est évident. L'épaisseur de la matière est initialement plus exacte, ainsi qu'il a déjà été expliqué, la feuille demande moins de temps pour être chauffée en- tièrement, elle peut être maintenue plus plate dans son passage à travers le bain de métal blanc, ce qui rend plus facile d'empêcher le métal blanc de couler autour des bords et de passer au dos de la bande, et elle est plus facile à tendre qu'une matière épaisse et lourde et exige à cet effet une force moindre des rouleaux de tension, outre qu'elle peut être manipulée sous forme de bobines au lieu de l'être sous forme de bandes ou de feuilles.
Dans le présent mode opératoire, les parties marginales 11 de la feuille 2 sont recouvertes ou isolées de façon que ces parties ne reçoivent aucune garniture de métal blanc, ce qui donne une bande du type représenté dans les fig. 2 et 3. On découpe alors la bande en flans rec- tangulaires 12 (fig. 4) dans la partie entièrement enduite
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de la feuille, ce qui donne un flan de la section transver- sale représentée dans lafig 5.
Les flans rectangulaires ainsi constitués sont ensuiteaçonnés ou matricés sous forme de coquilles semi-cylindriques 13 entre des matrices 14 et
15 (fig. 6) et, dans une seule opération complète ou en deux opérations successives effectuées dans les mêmes ma- trices, les coquilles sont façonnées ou matricées à la sec- tion transversale finale approximative décrite et sont en outre frappées et refoulées, comme il ressort de la nature des matrices de fig. 6.
Dans l'opération de fig. 6, la coquille 13 est établie à un diamètre plus grand que celui du corps de pa- lier dans lequel elle est destinée à être montée ultérieure- ment, la différence de diamètre étant susceptible de varier selon les conditions mais étant représentée par la distance entre les traits pleins et les lignes pointillées de fig. 6a
Cet excédent de diamètre, appelé ci-après "élargissement" du coussinet, présente un avantage important comme on le verra plus loin
La coquille semi-cylndrique résultant de l'opé- ration de fig. 6 possède une paroi arrière extrêmement lisse, uniforme et exacte 15' et son épaisseur est constante tant en ce qui concerne la tôle de support 2 que la garniture en métal blanc 6.
Les inexactitudes que le contour superficiel externe peut présenter sont éliminées dans le refoulement auquel le coussinet est soumis à titre de partie de cette opération de façonnage ou de matriçage. Le coussinet est frappé et refoulé de façon à posséder un contour externe prédéterminé exact et une longueur circonférentielle appro- ximative désirée, ce coussinet ayant reçu l'élargissement désiré et recevant une surface encore plus uniforme et plus lisse que celle qui résultait déjà des opérations pré- cédentes.
On remarquera que la coquille semi-circulaire qu'on
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obtient à l'achèvement de l'opération de frappe possède une surface externe qui a été soumise à diverses opérations de laminage au cours de sa fabrication, à la pression des'rou- leaux pendant l'opération d'usinage effectuée sur la garniture de métal blanc ainsi qu'il a été mentionné, à la pression des matrices.dans l'opération d'ébauchage et à la pression de refoulement élevée qu'implique la frappe de la coquille.
Comme résultat de ce traitement, la surface externe de la couche de support de la coquille est amenée à des dimensions extrêmement exactes, ce qui rend inutile de soumettre cette surface à aucune autre opération de finissage supplémentaire pour assurer les tolérances très faibles qui doivent être observées dans les dimensions d'un article de ce type.
Après l'opération de frappe et de refoulement désirée, les coquilles sont chanfreinées de la manière re- présentée dans la fige 7, qui comprend le mandrinage de deux coquilles 13 et l'usinage des bords extrêmes 20 soit succes- sivement, soit simultanément, suivant qu'il peut être dé- sirable, par des outils 16, 17 et 18 qui travaillent res- pectivement sur les parties externes, internes et plates des bords pour leur donner un contour arrondi. Trois outils ser- vent ordinairement pour produire ce contour à chaque bord, mais on n'a représenté qu'un outil de chaque modèle dans la figo 7.
Chaque coquille peut ensuite être munie d'un trou à lubrifiant 22, qui peut être soit percé, soit poinçonné, et d'une rainure de distribution de lubrifiant 23 qui peut aussi être obtenue par fraisage ou matriçage. Ces conduits à lubrifiant sont représentés dans les fig. 8,9 et 10. On munit ensuite la coquille d'une entaille ou patte estampée 24 (fig. 9) qui est destinée à constituer un élément d'arrêt ou de repérage agencé pour s'engager dans un évidement de forme correspondante du chapeau ou corps de palier dans lequel
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la coquille est appelée à être montée. La coquille est ensuite munie d'une partie évidée 25 près de chaque bord de division 26, cette partie évidée constituant une poche des- tinée à recevoir la crasse.
Les coquilles sont ensuite sou- mises à une opération de rabotage, représentée dans la fig.
Il, dans laquelle la coquille est montée et bloquée dans une matrice convenable 27 ayant les dimensions du corps de palier dans lequel le coussinet est destiné à être monté, ses bords de division 28 étant taillés jusqu'à une longueur circonfé- rentielle prédéterminée de la coquille.
Pour éviter toute possibilité que les bords de division des coquilles du coussinet se meuvent vers l'inté- rieur lorsque ces coquilles sont assemblées de la manière qui sera décrite plus loin, ce qui pourrait provoquer le serrage de l'arbre en ce point, on dégage ou biseaute légè- rement le bord de la coquille, au point 29 (fig. 13) sur une courte distance à partir de chaque bord de division. La dépouille ainsi créée est extrêmement petite et cette opé- ration est ordinairement la dernière de celles effectuées dans la fabrication du coussinet.
Avant la taille de ce bi- seau, on finit la coquille 13 à sa dimension interne finale en la montant dans un support 30 ayantun diamètre interne identique à celui du corps de palier dans lequel le coussi- net est destiné à être monté et en alésant alors sa surface interne, ce qui s'obtient en tirant longitudinalement à cette coquille une broche ou alésoir 31 qui enlève du métal et laisse l'épaisseur de paroi totale prédéterminée du coussi- net, Il n'est possible d'obtenir l'épaisseur de paroi totale extrêmement exacte désirable que par une opération d'alésage très exacte, et la légèreté et la flexibilité de la coquille font que la force nécessaire pour bloquer ou presser le coussinet dans son montage est moindre,
que l'usure des
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outils est réduite au minimum et qu'on peut se servir d'un acier à outil moins coûteux et exigeant un traitement moins coûteux.
Fig. 14,15, 16, 17 et 18 représentent les coussi- nets terminés et prêts à servir. Chaque coussinet est établi avec un certain excédent de longueur circonférentielle, c'est-à-dire que les bords de division 28 (fig. 11) font légèrement saillie au-dessus d'un plan exactement central, de sorte que, lorsqu'on effectue le montage du coussinet dans un corps de palier de la manière représentée dans la fig. 17, il faut que cet excédent de longueur, qui varie - dans différentes conditions mais qui est ordinairement de l'ordre de quelques centièmes de millimètre, puisse être absorbé au, cours de cette opération.
La coquille finie est aussi munie d'un certain degré d'élargissement, comme indiqué dans la fig. 6a, cet élargissement variant de quelques cen- tièmes de millimètre à une valeur pouvant atteindre 0,5 à 1 mm et ayant pour rôle de maintenir chaque demi-coussinet dans le demi-palier correspondant en permettant ainsi de monter une coquille dans son chapeau 35 avant d'assembler ce chapeau avec le corps 41 du palier sans risque que la co- quille supérieure se détache du chapeau, ce qui facilite le montage.
La surface arrière de chaque coquille, dont le caractère est indiqué dans la fig. 14 est extrêmement exacte et lisse, mais l'emploi d'instruments de précision ont permis de se rendre compte que, dans certains cas, cette surface possède certaines irrégularités de contour 36 extrêmement petites et probablement dues à la pression inégale du métal pendant les opérations de fabrication. Ces petites irrégularités de la surface externe de la coquille et d'autres irrégularités du même ordre que la paroi du
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corps de palier est aussi susceptible de présenter empê- chent un assemblage uniforme, complet et définitif entre le coussinet et le palier lors de la mise en position initiale du dit coussinet dans le palier, c'est-à-dire avant le bou- lonnage du chapeau.
Par suite, lorsqu'on pose initialement la coquille -- dont le diamètre est plus grand que celui du corps de palier @ dans Ce corps, de la manière représentée dans la fig. 16, et engage ou presse élastiquement cette co- quille dans son logement, ce qui est permis en raison du fait que la dite coquille fléchit sous la poussée manuelle exercée par l'opérateur, de la façon indiquée, la nature du contact entre la coquille et le corps du palier peut être considérée comme étant celle indiquée dans la fig. 18 dans laquelle on a représenté (d'une façon très exagérée) des espaces 37 situés en certains points entre ces deux surfaces.
Après le montage du chapeau sur le corps du palier, avec les coquilles en place dans ces deux éléments, comme représenté dans la fig. 17 et lors du ooulonnage et l'assemblage final et complet des deux éléments, l'excédent de longueur de chaque coquille se trouve aosorbé par cette opération et agit de façon à recourber ou défléchir le métal du coussinet pour l'obliger à entrer complètement en contact avec la paroi du corps de palier comme représenté dans la fig. 19.
Dans ce montage final des éléments du palier, il est évident qu'une faible partie seulement de la pression dont on dispose dans les boulons 38 doit être nécessaire pour emboîter complètement les coquilles dans le palier, étant donné que la majeure partie de la pression disponible des boulons doit être réservée pour résister aux forces qui, lors- que le moteur ou la machine tourne, tendent à séparer le cha- peau et le corps du palier l'un de l'autre comme résultat des
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efforts et charges de travail imposés aux coussinets et paliers par les arbres et les pièces à mouvement alternatif pendant le f onctionnement.
En raison de la flexibilité et de la compressibi- lité du présent type de coussinet, l'assemblage complet avec le corps de palier peut être obtenu avec une pression de boulon inférieure à celle qui est nécessaire pour assembler complètement les coussinets rigides et lourds usuels. Sous cette pression inférieure, les présents paliers sont com- primés circonférentiellement, leur longueur circonférentielle est diminuée, leur épaisseur est augmentée légèrement et les coquilles sont forcées contre la paroi du corps de pa- lier de façon à assurer un assemblage général et entier in- dépendamment des petites irrégularités de contour sus- mentionnées.
Cet emboîtement et ce contact parfait de la paroi du coussinet dans le corps de palier assurent la rigi- dité du coussinet et la résistance mécanique du palier ; et les efforts et charges imposés au coussinet pendant le fonc- tionnement sont immédiatement transmis au corps de palier et supportés par ce dernier.
Bien que les coussinets épais et lourds usuels qui sont actuellement en service et les corps et chapeaux dans lesquels ils sont assemblés puissent être usinés avec une pré- cision assez grande pour permettre l'assemblage et assurer un contact général et entier entre le coussinet et sa paroi de support sans exiger à cet effet une pression de boulon exces- sive, le coût d'un usinage de cette précision serait prati- quement prohibitif dans une fabrication en grande série.
L'expérience de la demanderesse est que, dans un grand nombre de cas, ces coussinets lourds et épais n'ont pas été amenés complètement en contact avec le corps de palier ou que, s'ils l'ont été, une fraction excessive de la pression de boulon disponible a été absorbée.
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Comme résultat de nombreux essais, le fait que les coussinets peuvent se conformer au corps du palier en raison de la flexibilité des coquilles peut être considéré comme présentant une grande importance dans certaines applications, comme par exemple dans les bielles dont l'extrémité possède une section si faible qu'elle fléchit sous les efforts en permettant au trou normalement circulaire de s'ovaliser. Dans ces conditions, les coussinets doivent évidemment aussi flé- chir. Comme résultat de nombreux essais effectués sur les présents coussinets dans une application de ce genre, on a constaté que l'aspect de la surface arrière du coussinet té- moigne d'un mouvement certain du coussinet par rapport au corps de palier.
Il est évident que si les coussinets sont relativement épais, les tensions internes s'établissent plus rapidement et la durée du coussinet est plus petite, étant donné que l'effort est proportionnel à la distance entre la surface de la garniture de métal blanc et l'axe neutre du coussinet. Dans le coussinet léger et flexible, la distance est diminuée, ce qui diminue l'effort dû à la flexion du métal blanc et la fatigue interne créée dans cette partie du coussinet, et c'est pourquoi la durée de service des présents coussinets est beaucoup plus grande que celle des types de coussinets employés jusqu'à ce jour.
Dans lafig. 20, on a représenté une partie d'un des présents coussinets 50 dans laquelle l'axe neutre du métal de support est indiqué par la ligne 51. La flexion de la garniture en métal blanc, tant en service que pendant la fabri- cation de la coquille, dépend de la distance de la garniture à l'axe neutre de la feuille de support, et l'on a trouvé que, dans le cas de coquilles manuellement flexibles, le métal blanc occupe normalement la position la plus favorable du point de vue pratique. La tolérance admise dans les dimen- sions. auxquelles les présents coussinets sont établis est
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indiquée dans la figo 20.
L'épaisseur de paroi totale peut avantageusement être observée dans des coussinets de ce genre avec une tolérance de 6 millièmes de millimètre, et l'on peut aussi adopter la même tolérance pour la hauteur de la ligne de division, c'est-à-dire la distance verticale mesurée sur la figure entre le bord de division et le plan inférieur de la coquille. Toutefois, en raison de la flexi- bilité des coquilles, cette dernière dimension est moins importante, étant donné qu'un faible accroissement de la longueur circonférentielle ou de la hauteur de la ligne de division peut facilement être absorbé quand on monte le coussinet dans le corps du palier en raison de la diminu- tion que subit la longueur circonférentielle comme résultat de la compression du coussinet pendant cette opération de montage.
Dans la figo 21, on a représenté des plans A-A et A'-A' qui, dans le coussinet ordinaire servant à supporter les bielles des moteurs à combustion interne, sont les plans dans lesquels les efforts et l'usure qui s'exercent sur la surface interne des coussinets sont maxima, la direction des efforts dépendant bien entendu du sens de rotation de l'arbre dans le coussinet.
Les plans indiqués par les lignes B-B et B'-B' sont ceux dans lesquels le mouvement ou l'usure des surfaces externes du coussinet dans le corps de palier sont maxima, et l'on a trouvé sous certaines conditions que, oien que le coussinet soit comprimé contre la paroi du corps de palier pendant le montage, il se produit en service un certain mouvement ou flexion du coussinet, l'usure maximum s'effectuant suivant les plans B-B et B'-Bt, selon le sens de rotation ; et la demanderesse pense que les avantages et la durée des présents coussinets en service sont dis dans une certaine mesure à l'aptitude desdits coussinets à fléchir ou à se mouvoir dans le corps de palier, caractéristique que
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ne possédaient pas les coussinets lourds, épais et rigides employés jusqu'à ce jour.
Les présents coussinets de tôle flexibles possèdent de nombreux avantages sur les coussinets établis jusqu'à ce jour et assurent de grandes économies, tant dans la fbrica- tion et le montage que dans la manutention et l'expédition.
Il est extrêmement difficile de séparer les divers avantages et de les attribuer directement et uniquement à l'une quel- conque des caractéristiques données des coussinets, étant donné que certains des avantages et économies sont dérivés conjointement de plusieurs caractéristiques. En général, les résultat's avantageux peuvent être attribués plus ou moins directement aux caractéristiques indiquées ci-après.
Comme les coussinets sont faits d'une tôle mince, le coût de la matière première est extrêmement faible, la variation d'épaisseur peut être réduite au minimum, la ma- tière légère peut être traitée à l'aide d'un matériel ou équipement relativement léger et sans pressions de laminage élevées ; cette matière peut être maintenue plate, de sorte que la garniture en métal blanc peut recevoir une épaisseur beaucoup plus constante et plus faible ; cette matière peut être manipulée sous forme de bobines avant et après qu'elle a été garnie, avec moins de déchets ; et une bobine de ma- tière d'un poids donné comprend un nombre de mètres de ma- tière beaucoup plus grand, de sorte que les passes de fa- brication sont plus longues et que les changements entraînés dans la fabrication sont moins nombreux.
La présente matière en feuille mince permet @ d'exécuter toutes les opérations de façonnage rapidement et beaucoup plus exactement pour une même dépense en force motrice et les mêmes soins, Un équipement léger travaillant
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à des vitesses relativement élevées peut être employé pour toutes les opérations, ce qui augmente considérablement la production par rapport à ce qui serait possible si l'on employait une matière épaisse et diminue d'une façon corres- pondante le prix de revient. En raison de la minceur des coquilles et de la garniture, cette dernière n'est pas sou- mise à des efforts internes pendant les opérations de fa- çonnage comme elle le serait dans le cas de coquilles épais- ses munies d'une garniture épaisse.
Au contraire, la struc- ture initiale en métal blanc de la bande garnie est amé- liorée dans les présents coussinets après que la bande garnie a été façonnée, etc. Il en résulte un avantage marqué dans la structure en métal blanc des présents coussinets et dans le fait que les bandes garnies peuvent être transformées en coquilles après qu'elles ont été garnies au lieu d'être garnies après cintrage, ainsi qu'il est nécessaire dans le cas de coussinets épais et lourds. La structure du métal blanc, à la fois en ce qui concerne l'uniformité et la grosseur du grain, est d'autant meilleure que la couche est plus mince, étant donné que l'agrégation est moindre en raison du fait que le refroidissement est meilleur et plus exact dans le cas de couches minces que dans le cas de couches épaisses.
D'autres avantages résultant de la légèreté de la matière sont l'accroissement de vitesse et la facilité de manutention pendant toutes les opérations de fabrication, les ouvriers étant mis à même de monter les coussinets et de les démonter beaucoup plus rapidement que s'il s'agissait d'objets lourds et la fatigue des ouvriers étant diminuée d'une façon correspondante. Ces mêmes avantages s'appliquent dans toutes les opérations de fabrication, y compris les 'essais, l'empaquetage et l'expédition, ainsi que dans le
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montage de coussinets dans les supports dans lesquels ils sont destinés à être employés.
L'épaisseur moindre permet d'employer un arbre plus gros dans le même corps de palier ou d'adopter un corps de palier plus robuste si le même diamètre d'.arbre est conservé ; ou encore de diminuer les dimensions du dit corps et de réaliser une économie de ma- tière. Les tolérances admises pour la hauteur de la ligne de division peuvent être plus grandes parce que la faible épais- seur de la tôle appliquée lui permet d'être écrasée ou pressée circonférentiellement jusqu'à un degré d'ajustement désiré, de sorte qu'une inexactitude de l'ordre d'un dizième de millimètre, par exemple, dans la dimension de chaque coquille ne présente qu'une faible importance.
Les présents coussinets sont façonnés ou matricés et les avantages qui résultent de cette caractéristique ré- sident en partiu dans l'objet fini et en partie dans le coût et la facilité de la fabrication, par opposition au procédé appliqué pour fabriquer des demi-coussinets lourds et rigides. Le,nombre des opérations est diminué considéra- blement, étant donné que les flans plats sont matricés en un nombre minimum d'opérations à Informe et aux dimensions finies désirées et que, à ce stade, les coquilles comportent l'élargissement qui leur permet d'être maintenues dans le corps et le chapeau du palier.
Un des avantages les plus importants qu'on peut 'dériver de l'application d'une coquille matricée réside dans la précision qui peut être obtenue sur la surface arrière d'un article de ce genre. Bien entendu, cette précision résulte en partie de la nature de la matière, étant donné qu'une tôle mince est compacte, dense et finie avec une exactitude assez grande dans les opérations de fabrication auxquelles elle est soumise. En outre, en raison de la minceur et de la
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flexibilité de cette matière, les opérations de laminage, de façonnage et de compression susmentionnées ont pour effet de créer une coquille de précision finie dont la surface externe est extrêmement exacte et dont l'épaisseur peut, si on le désire, être maintenue constante avec des tolérances extrêmement faibles.
La précision de cette surface façonnée ou matricée fait qu'il est inutile d'usiner ou rectifier, cette partie du coussinet, de sorte que la coquille conserve l'élargissement et les dimensions prédéterminés qui lui ont été communiqués dans l'opération de frappe et de refoulement, ce qui n'est pas toujours le cas lorsqu'on enlève la couche superficielle du métal, étant donné que cette opération d'u- sinage détruit l'équilibre interne et que les coquilles s'ou- vrent quelquefois de quantités inégales, ce dont il est impossible de tenir compte d'une façon exacte dans une opé- ration de finissage qu elconque. En raison de ces opérations, la surface externe de la coquille façonnée n'est dérangée par aucune opération d'enlèvement de métal (usinage, meulage, etc.) et la surface de la bande façonnée n'est pas non plus dérangée,
sauf en raison de l'écoulement plastique du métal qui a lieu pendant les opérations de façonnage ou de frappe.
L'application d'une bande mince permet, ainsi qu'on l'a déjà expliqué, de travailler avec des bobines et, par suite, de verser la matière à coussinet sur la bande par une opé- ration continue au lieu de la couler sous forme d'éléments individuels comme on le fait usuellement.
Ainsi qu'on l'a dit précédemment, les présents coussinets sont des coussinets de précision exacts, inter- changeables et possédant sur toute leur étendue, à l'excep- tion des parties dégagées,une épaisseur de paroi constante qui varie de moins de 2 à 3 centièmes de millimètre sur la coquille entière et qui est ordinairement exacte avec une
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approximation de 1 ou 1/2 centième de millimètre. Cette exactitude et cette interchangeabilité permettent aux demi- coussinets d'être échangés par -- et employés conjointement avec - d'autres demi-coussinets du même diamètre et du même type, ce qui facilite considérablement l'emploi et le montage des coussinets dans les paliers une fois fabriqués et est même encore plus important en ce qui concerne le remplacement des coussinets au lieu d'utilisation.
L'interchangeabilité du demi-coussinet est très importante dans les bielles dans lesquelles la portée est ordinairement constituée par une garniture de métal blanc coulée dans la coquille. Lorsque la garniture d'un des types de bielle actuels vient à se dété- riorer, on remplace la bielle par une autre toute garnie, et comme ces bielles ne sont ordinairement pas exactes en ce qui concerne le poids et l'équilibre, la substitution d'une bielle neuve à celle précédemment en service influence fréquemment l'équilibre du moteur. D'autre part, le retard inhérent au remplacement d'une bielle par une autre maintient le moteur hors de service pendant un temps considérable.
Dans certains cas rares, les bielles sont munies de coussinets démontables, mais ces coussinets ne sont jamais interchangea- bles moitié par moitié ; ils sont tout au plus usinés et employés par paires et doivent par conséquent être manipulés et assemblés par paires, faute de quoi leur exactitude se trouve perdue. Les coussinets de ce genre sont ordinairement des coquilles de bronze épaisses, garnies de métal blanc et de prix de revient élevé, outre que, dans la plupart des cas, ils,exigent un finissage à la main, par exemple une opé- ration de grattage, lorsqu'on les ajuste dans la bielle.
Dans le cas de bielles, les présents coussinets peuvent être rem- placés moitié par moitié et il n'est donc pas nécessaire dtavoir en stock dans tout le pays un grand nombre de bielles
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pour tout moteur donné, de même que l'enlèvement des coussi- nets qui sont devenus défectueux ou usés et leur remplace- ment par des coussinets neufs ne présentent pas de difficulté ou n'exigent pas d'habileté.
Les avantages du présent type de coussinet flexi- ble suivant l'invention, appliqué à titre de coussinet dit "de précision", ont été indiqués précédemment, mais on remarquera que certains fabricants font usage non pas de coussinets de précision mais de coussinets alésés. Ce dernier type de coussinet est assemblédans le palier et fini aux dimensions prescrites par une opération d'alésage finale. par conséquent, les tolérances imposées aux fabri- cants de coussinets sont plus grandes dans ce dernier cas que dans le cas de coussinets de précision.
Il est évident que le présent procédé non seulement se prête à la fabrica- tion de coussinets qui sont destinés à être finis ultérieure- ment sur place mais que, en raison des caractéristiques de flexibilité et d'adaptation, il permet une variation encore plus grande des tolérances admissibles pour les dimensions du corps de palier.
On résumera aussi succinctement que possible les caractéristiques et avantages des présents coussinets. Ces coussinets sont faits d'un métal en feuille dense, tenace, compact,léger, possédant uue surface externe non dérangée, de grande précision et de grande régularité sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à aucune opération de finissage basée sur un enlèvement de matière ; des dimensions d'une précision absolue, en ce qui concerne l'épaisseur totale de la paroi, avec des tolérances inférieures à 2-3 centièmes de millimètre; une structure de métal blanc améliorée et dans laquelle le métal a été comprimé et renforcé par les opérations de façonnage ;
et finalement une flexibilité qui
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permet ordinairement de déformer le coussinet à la main, qui faoilite toutes les opérations de fabrication et qui fait que le coussinet peut être assemblé avec le corps de palier dtune manière propre à permettre à la résistance mé- canique entière du dit corps d'agir sur le coussinet et de lui conférer sa propre rigidité, tout en permettant au cous- sinet, lorsque cela est nécessaire, de fléchir sous les efforts qui s'exercent sur lui pendant la rotation de l'arbre.
En même temps, cette même souplesse ou flexibilité de la coquille fait qu'on peut facilement l'ajuster en la soumet- tant à une compression circonférentielle assez grande qui assure le contact entier des coussinets avec la paroi du corps de palier, ainsi que cela est désirable, tout en per- mettant, si on le désire, des tolérances plus grandes dans la longueur circonférentielle de chaque coussinet, ces résultats essentiels, réalisés avec la pression dont on dispose dans les boulons de fixation du chapeau, étant obte- nus à un degré qui n'avait pas pu être atteint avec l'un quelconque des coussinets rigides et lourds employés jusqutà ce jour.
Il est difficile de spécifier aucune épaisseur exacte au-dessous de laquelle les avantages énumérés ci- dessus sont réalisés et au-dessus de laquelle on n'obtient pas ces avantages. Quoiqu'il soit probablement possible de déterminer par des essais, approfondis ou par le calcul les limites maxima concernant l'épaisseur qui permet à un coussinet donné de posséder la majeure partie des avantages sus-indiqués, la demanderesse a constaté que, dans la pra- tique, lescoussinets de la largeur et de la longueur ordi- naires posséderont les avantages en question s'ils sont manuellement flexibles, c'est-à-dire si on peut les déformer à la main, cette épreuve grossière mais simple paraissant être un critérium grossier d'une réalisation satisfaisante de la présente invention.