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Perfectionnements aux systèmes d'assemblage à bagues de retenue.
Convention Internationale: Demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N 562.548 déposée le 8 Novembre 1944 par Heinrich HEIMANN, dont la demanderesse est l'ayant-droit.
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La présente invention vise à apporter des perfectionne- ments aux systèmes d'assemblage à bagues de retenue pour caler des pièces de machines, telles que pignons, anneaux de roulements, poulies et analogues, contre les déplacements axiaux par rapport à des arbres ou des logements; elle con- cerne en outre une bague de retenue élastique perfectionnée, appelée à être utilisée avec ce mode d'assemblage.
Les bagues de retenue élastiques de construction cou- rante appartiennent à deux types principaux. Les bagues de retenue du premier type, dit ordinaire,, présentent partout la. même hauteur de profil et une épaisseur égale et sont caractérisées par un diamètre intérieur ( dans le cas d'une
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bague extérieure) et par un diamètre extérieur (dans le cas d'une bague intérieure),, égal au diamètre du fond de la gorge pratiquée dans l'arbre ou dans le logement, dans laquel- le ces bagues sont d'habitude engagées par détente élastique, de façon que la bague vienne s'appliquer avec certitude contre le fond de la gorge.
Toutefois,et vu que de telles bagues se déforment pour prendre une forme ovale lorsqu'elles sont étendues ou comprimées et que, de plus, elles n'agissent que dans leur propre plan,, une caractéristique inhérente à la construction de telles bagues consiste en ce qu'elles peuvent tourner par rapport au fond de la gorge et, par conséquent, n'exercent aucune pression appréciable contre celui-ci, ni une pression axiale ou en bout contre la pièce de machine qu'elles sont appelées à caler.
Dans l'autre type connu de bagues de retenue élastiques, la bague présente une forme conique, de sorte que les hauteurs de ses profils décroissent progressivement de la partie centrale vers les bords libres de la bague, la conicité étant calculée de telle manière que la bague maintient sa forme circulaire en dépit de la déformation, c'est-à-dire, lorsqu'elle est écartée ou comprimée. De telles bagues peuvent être dimension- nées de manière que, lorsqu'elles sont engagées dans leurs gorges par détente élastique, elles s'appliquent étroitement contre le fond de la gorge avec une pression très élevée, de sorte qu'elles s'ajustent à pression contre ce fond, contrai- rement au contact rotatif qui caractérise le ressort élastique ordinaire à hauteur de profil uniforme .
Toutefois, les bagues coniques connues, tout comme les bagues dites ordinaires., agissent seulement dans leur propre plan et, par conséquent, ne sont pas capables d'exercer un effortou une poussée axiale quelconque contre les pièces de machines qu'elles sont appe- lées à caler.
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Par conséquente les deux types de bagues décria ci-dessus présentent des désavantages pour certaines appli- cations, en ce sens qu'ils ne sont pas capables de caler exactement une pièce de machine par rapport à un arbre ou à un logement, et cela par suite des tolérances inévitables relatives à la longueur de la pièce de machine elle-même, à l'épaisseur même des bagues de retenue et, ce qui n'est pas le moins important, à l'emplacement que la gorge occupe sur l'arbre ou dans. le logement. D'autre part, les deux types de bagues, tels que construits à ce jour, ont pour résultat un jeu axial entre la face de retenue de la bague et la face de contact en bout correspondante de la pièce de machine appelée à être caléer jeu qui peut représenter le total des tolérances énumérées ci-dessus.
Un des buts principaux de la présente invention con- siste à établir un mode d'assemblage à bague de retenue de construction simple et sure, en faisant usage d'une bague de retenue élastique de profil progressivement décroissant, pour immobiliser une pièce de machine dans le sens axial par rap- port à un arbre ou à un logement portant cette pièce, tout en calant cette pièce élastiquement contre le jeu axial.
L'invention vise en outre à établirun mode d'assem- blage à bague de retenue capable d'assurer le calage élasti- que d'une pièce de machine contre le jeu axial par rapport à un arbre ou à un logement portant cette pièce,, tout en permettant d'observer les tolérances nécessaires dans les di- mensions de la pièce de machine, de l'épaisseur même de la bague et dans l'emplacement de la gorge sur l'arbre ou dans le logement.
L'invention vise en outre à établir un mode d'assem- blage à bague de retenue comportant une bague de retenue qui
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s'applique à pression, sur toute la longueur de sa circon- férence, contre le fond de la gorge qui lui sert de siège, cette bague étant capable d'exercer une pression notable dans le sens axial contre la face de contact en bout corres- pondante d'une pièce de machine, que la bague' insérée dans son siège,, est appelée à caler.
Un autre but de l'invention consiste à établir une bague de retenue élastique caractérisée par une diminution de la hauteur du profil depuis la partie centrale jusqu'aux extrémités libres de la bague, cette bague étant cintrée symétriquement par rapport à son axe horizontal, de sorte que, une fois convenablement installée dans la gorge qui lui sert de siège, cette bague est capable d'exercer une pression élastique contre la pièce de machine en contact avec la bague et calée par celle-ci.
Certains objets de l'invention s'imposent d'eux-mêmes à l'esprit, tandis que d'autres seront mis en évidence au cours de la description qui suit et qui expose en détail plusieurs modes de réalisation de l'invention.
Dans les dessins annexés:
La fig.I est une vue en perspective d'une moitié d'une bague de retenue extérieure suivant l'invention, cette vue étant prise le long d'une ligne de coupe passant par l'axe vertical de la bague;
La fig.2 est une vue en coupe longitudinale d'un sys- tème d'assemblage type à bague de retenue, comportant la bague de retenue selon la fig.I;
La fig.3 est une vue en perspective d'une moitié d'une bague de retenue suivant l'invention; et
La fig.4 est une vue en coupe longitudinale d'un sys- tème d'assemblage type à bague de retenue, qui comporte la bague de retenue montrée dans la fig.3.
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Dans ces dessins, le chiffre de référence 10 (fig.1) désigne une bague de' retenue- dite extérieure, dont une moitié est montrée, en coupe verticale, cette bague étant du type appelé à être Insérée par détente élastique dans une gorge s''ouvrant vers l'extérieur, pratiquée dans un arbre en vue de recevoir cette bague. La bague montréedans le dessin est constituée par un corps annulaire ouvert en acier élastique, dont le profil va. en diminuant progressivement de la partie médiane ou supérieure II vers les extrémités libres de la bague, ces dernières étant munies d''onglets ou d'oreilles 12 en saillie pourvus d'orifices 13' dans lesquels sont appelées à s'engager les pointes d'un outil approprié.
On conçoit que, grâce à sa conicité, c'est-à-dire, la hauteur décroissante de son profil, la bague montrée au. dessin maintient sa forme circulaire lorsqu'elle- est soumise à une déformation.
Selon l'invention, et contrairement aux bagues plates ou plane,onnues à. ce jour, la bague 10 est cintrée symétri- quement par rapport à son axe horizontal 14, comme- montré dans le dessin. De préférence, la bague est cintrée de manière- à épouser l'arc d'une surface cylindrique: 15 à rayon déterminé ou. fixé d'avance, de sorte que le rayon de cette surface détermine le contour de la bague: telle qu'elle. se présente en vue d'élévation latérale, ainsi que le degré de cintrage de cette bague.
Comme montré dans la fig.2, laquelle représente un mode d'assemblage type à bague de retenue, faisant usage d'une bague. externe cintrée, établie selon l'invention,, la bague, 10, après avoir été insérée par détente élastique- dans la gorge 16 pratiquée dans l'arbre et servant de siège à cette bague, garde la.faculté de s'appliquer avec une pression très élevée contre le fond de la gorge, et cela sur toute la longueur de sa périphérie.
On verra en outre que, grâce
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au cintrage de la bague, toute contrainte axiale exercawr
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cette bague lors de son insertion dans la gorge a pour effet que la bague exerce une pression élastique, dans le sens axiale entre la paroi extérieure fixe 17 de la gorge et la face en bout adjacente 18 de la pièce de machine 19 appelée à être calée par cette bague.
Plus spécialement, lorsque la bague est disposée de la manière indiquée dans la fîg.2 et lorsque la face en bout 18 de la pièce de ma- chine passe outre la paroi intérieure 20 de la gorge, la bague cintrée 10 est en contact avec la face en bout correspondante 18 de la pièce de machine par le bord supérieur 22 de sa périphérie et par les points opposés 23, (23') de ses onglets ou oreilles 12, tandis que les parties médianes horizontales 24 (24') de cette bague s'appliquent contre la paroi extérieu- re fixe 17 de la gorge prévue dans l'arbre.
Par conséquent, lorsqu'elle est soumise à une action d'aplatissement en raisor. de la contrainte qu'elle subit sur ses deux faces ou côtés opposés, tant de la part de la pièce de machine que de la part de la paroi fixe de la gorge, cette bague tend à repren- dre sa forme cintrée en exerçant une pression axiale élasti- que sur la pièce dé machine, en calant ainsi cette dernière contre tout jeu axial.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la largeur effective de la gorge 16 pratiquée dans l'arbre est quelque peu supérieure à celle prévue pour les bagues plates du type courant, et cela d'une quantité égale au total ma- ximum des tolérances admissibles pour la pièce de machine, pour l'épaisseur de la bague et pour l'emplacement de la gorge sur l'arbre.
D'autre part, le degré de cintrage imposé à la bague, c'est-à-dire, la distance entre un plan tangent à cette bague aux points espacés. 24, 24' situés au niveau de son axe horizontal, et un plan contenant les points 22 et
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23, 23' de cette bague, est au moins égale,et de préféren.- ce supérieur d'une- faible quantité,, au total des tolérances précitées:. Par conséquent,, lorsqu-'on désire placer la. bague dans la gorgée il est nécessaire d'introduire cette bague par détente élastique de manière qu'elle. exerce: un certain effort axial. sur la. pièces de machine, de fagon à agir simulta- nément comme' ressort circulaire et comme ressort plat.
Il en résulte qu'une bague selon la présente invention fonctionne de façon à caler élastiquement la pièce de machine centre le le déplacement axiale de façon que: cette pièce ne puisse; pas jouer librement dans le sens axial.
Selon le mode de construction montré dans les fig. 3 et 4, qui représentent respectivement une bague dite intérieu- re et un système- d'assemblage à bague de retenue intérieure, suivant l'invention, la hauteur du profil de la bague inté- rieure va en diminuant du. plan de section médian 26 vers les oreilles 27 orientées vers l'intérieur, ce qui caracté- rise la bague intérieure, ces oreilles étant pourvues d'orifi. ces 28 qui facilitent la manipulation de la bague. Tout comme dans le cas de la bague montrée dans la fig.I, la bague 25 est cintrée symétriquement autour de son axe horizontal 29, ce cintrage étant effectué en pliant cette bague sur une sur- face cylindrique 30 d'un rayon déterminé .
Dans la fig.4, qui montre la bague 25 introduite.par détente élastique dans la gorge 31 qui lui sert de siège et qui est pratiquée dans un alésage, dans le but de caler une pièce de machine 33 contre. tout déplacement axial, le bord supérieur 34 de la bague. et les pointa opposés 35, 35' des oreilles de la bague s'appuient contre la paroi relativement extérieure 36 de la gorge, tandis que les portions horizontales 37, 37' 'de la face opposée de la bague portent contre la face en bout correspondante 38 de la pièce de machine 33, cette
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dernière étant située de manière à passer outre la paroi relativement intérieure 40 de la gorge. Tout comme dans le cas de la bague 10 montrée dans la fig.
I, la bague intérieure 25 est appliquée à pression contre le fond de la gorge et agit en outre comme un ressort-lame qui exerce une pression axiale ou en bout contre la face en bout de la pièce de machine, et cela d'une intensité telle que cette dernière se trouve calée de façon à ne pas avoir de jeu axial libre. Tout comme dans le cas de la gorge pratiquée dans l'arbre, la largeur de celle qui est taillée dans l'alésage est supérieure à la largeur des gorges destinées aux bagues courantes plates ou planes, et cela d'une quantité égale à la somme des tolérances appliquées à la pièce de machine 33, à l'épaisseur de la bague et à l'emplacement de la gorge dans l'alésage.
De plus, le degré de cintrage de la bague correspond au moins au total des tolérances énumérées ci-dessus, de sorte que, lors- que la bague est insérée par détente dans la gorge qui lui est destinée, elle exerce une pression axiale contre la pièce de machine et cale. cette dernière contre le jeu axial dû à. des vibrations par exemple.
Etant donné que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la réalisation des constructions décrites ci-dessus, et cela sans sortir du cadre de la présente inven- tion, il est bien entendu que toute la matière faisant l'objet de la description ci-dessus ou des dessins annexés doit être interprétée dans le sens illustratif et non limitatif.
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