Procédé de fabrication de bagues métalliques élastiques pour garnitures.
EMI0001.0001
L'objet <SEP> de <SEP> la <SEP> présente <SEP> invention <SEP> est <SEP> un
<tb> procédé <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> de <SEP> bagues <SEP> métalliques
<tb> élastiques <SEP> pour <SEP> garnitures.
<tb> Taudis <SEP> que <SEP> l'étanchéité <SEP> aux <SEP> gaz <SEP> ou <SEP> à <SEP> la
<tb> vapeur <SEP> entre <SEP> la <SEP> paroi <SEP> interne <SEP> d'un <SEP> cylindre
<tb> et <SEP> un <SEP> piston <SEP> monté <SEP> dans <SEP> le <SEP> cylindre <SEP> peut
<tb> être <SEP> assurée <SEP> au <SEP> moyen <SEP> de <SEP> segments <SEP> élasti ques,
<SEP> on <SEP> ne <SEP> connaît <SEP> pas <SEP> actuellement <SEP> de
<tb> bonne <SEP> garniture <SEP> métallique <SEP> pour <SEP> assurer
<tb> l'étanchéité <SEP> par <SEP> exemple <SEP> dans <SEP> les <SEP> divers <SEP> dis positifs <SEP> qui <SEP> nécessitent <SEP> des <SEP> boîtes <SEP> à <SEP> bourrage
<tb> tels <SEP> que <SEP> les <SEP> garnitures <SEP> pour <SEP> l'arbre <SEP> d'hélice
<tb> d'un <SEP> bateau, <SEP> pour <SEP> une <SEP> tige <SEP> de <SEP> piston, <SEP> etc.
<tb> En <SEP> effet, <SEP> il.
<SEP> est <SEP> d'usage <SEP> de <SEP> remplir <SEP> une <SEP> ou
<tb> plusieurs <SEP> boîtes <SEP> à <SEP> bourrage <SEP> d'une <SEP> matière
<tb> de <SEP> garniture <SEP> non <SEP> élastique, <SEP> telle <SEP> que <SEP> de <SEP> l'a miante <SEP> ou <SEP> du <SEP> cuir, <SEP> et <SEP> de <SEP> presser <SEP> cette <SEP> ma tière <SEP> contre <SEP> l'arbre <SEP> ou <SEP> la <SEP> tige <SEP> pour <SEP> assurer
<tb> l'étanchéité <SEP> dans <SEP> la <SEP> mesure <SEP> du <SEP> possible.
<SEP> Une
<tb> autre <SEP> manière <SEP> connue <SEP> pour <SEP> assurer <SEP> l'étan chéité <SEP> consiste <SEP> à <SEP> former <SEP> des <SEP> surfaces <SEP> parfaite ment <SEP> polies <SEP> entre <SEP> deux <SEP> corps <SEP> frottants <SEP> tels
<tb> qu'une <SEP> tige <SEP> de <SEP> piston <SEP> et <SEP> un <SEP> corps <SEP> de <SEP> cylin- dre. Mais dans les dispositifs d'étanchéité connus, l'étancheité n'est obtenue que par une pression imprimée initialement à une matière de garniture non élastique, ou grâce au degré de perfection du poli qui peut être donné initialement aux surfaces en contact.
En conséquence, il est évident qu'après un long service des dispositifs l'étanchéité devient imparfaite, de sorte qu'il est nécessaire de resserrer de temps à autre les garnitures, dans le but d'augmenter la pression à laquelle elles sont soumises, qui n'est pas égale à la pression initiale, ou d'augmenter la pression agissant sur les surfaces frottantes dans les cas tels qu'une tige de piston et un cylindre.
Le procédé selon l'invention a pour but de permettre la fabrication de bagues métal liques élastiques pour garnitures obviant aux inconvénients précités des dispositifs, connus par le fait qu'elles restent toujours en con tact avec le ou les corps auquel, respective ment auxquels elles sont appliquées et qu'elles exercent continuellement sur ce ou ces corps une pression très sensiblement uniforme et constante.
Ce procédé est carac térisé en ce qu'on forme, au moyen d'une bande de métal, un corps de forme annu laire sensiblement circulaire, les extrémités de la bande restant libres, mais étant adja centes l'une à l'autre de manière à former ensemble une partie du corps annulaire dont le diamètre intérieur est sensiblement plus petit que celui qu'il devra avoir une fois terminé, ce corps étant ensuite déformé élastiquement de façon que son diamètre intérieur devienne plus grand, mais ait une valeur inférieure à la valeur désirée, les extrémités de la bande restant toujours ad jacentes et fixes l'une par rapport à l'autre, le corps étant alors travaillé ainsi déformé de faon que son diamètre intérieur devienne égal à la valeur désirée,
en vue de former au moins une bague avec ce corps.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, des bagues obtenues par des mises en #uvre du procédé.
Fig. 1 à 4 sont relatives à la première mise cri aeuvre, pour l'obtention d'une pre mière bague ; Fig. 5 à 8 sont relatives à une variante de cette mise en oeuvre, pour la fabrication d'une deuxième bague ; Fig. 9 montre une bague obtenue sui vant le procédé, appliquée à une garniture ; Fig: 10 a trait à la deuxième mise en oeuvre.
Selon une première mise en aeuvre du procédé, on forme avec une bande métallique 1 coulée ou forgée, un corps ayant la forme d'un anneau sensiblement circulaire (fig. 1), que l'on déforme de façon permanente de manière à lui donner la forme représentée en élévation à la fig. 2. Sur cette figure on voit que la bande a été déformée de sorte que l'un des bords d'une de ses extrémités soit en contact avec l'autre bord de l'autre extrémité. Ainsi, ces extrémités restent libres et forment ensemble une partie du corps annulaire ou bague 1.
Le diamètre intérieur de cette bague est alors plus petit que le diamètre intérieur de la bague terminée et mise en place, ce dernier diamètre étant ce lui d'un organe mobile de section circulaire tel qu'un arbre ou une tige de piston, par exemple, la bague étant maintenue fixe et appuyant par sa face interne sur la péri phérie de cet organe pendant qu'il est animé d'un mouvement relatif de rotation ou de translation par rapport à elle, en vue de maintenir l'étanchéité entre deux milieux tels que l'intérieur d'un cylindre de moteur et l'atmosphère, dans le cas de la tige de piston.
IL est entendu que les termes diamètre et rayon qui seront employés pour le ,corps peuvent ne pas être théoriquement exacts, du fait que la forme du contour limité par la paroi intérieur de ce corps 1 n'est pas nécessairement dans tous les cas, circulaire, comme il sera vu plus loin, "néanmoins, vu que pratiquement cette forme réelle diffère peu de celle d'un cercle, on assimilera la section transversale de l'espace situé à l'in térieur du corps à un cercle et on parlera du rayon et du diamètre de ce cercle comme s'il s'agissait de la section transversale réelle de l'espace limité par le corps 1.
Ensuite, on fait subir à la bague une déformation élastique cri exerçant sur les extrémités de la bande la constituant des efforts tangentiels tendant à écarter ces ex trémités l'une de l'autre. Cette déformation est telle que le diamètre intérieur de la bague 1, le diamètre étant pris ici dans le sens défini ci-dessus, soit alors plus grand que celui qu'il présentait avant cette der nière déformation, mais soit plus petit que celui de la pièce, telle que la tige de piston précitée, avec laquelle cette bague devra coopérer. La bague est maintenue ainsi dé formée grâce à une cheville 2 traversant un orifice pratiqué dans l'une de ses extrémités et s'engageant dans un logement pratiqué dans son autre extrémité.
La bague se pré sente alors sous l'aspect montré aux fig. 3 et 4 qui la montrent respectivement en élé vation avec coupe partielle et en plan. La bague, avec la cheville logée dans ses extré- mités, est disposée sur un tour et est tra vaillée de façon que sa face intérieure li mite un espace cylindrique circulaire de rayon R égal à celui de la tige de piston par exemple sur laquelle elle doit être dis posée. Lorsque cette bague est terminée et qu'on enlève la cheville 2, elle prend une forme correspondant à un effort tangentiel nul, la section transversale de l'espace li mité par sa face interne devient naturelle ment plus petite que celle d'un cercle de rayon égal à R.
Si l'on place cette bague terminée sur un corps de forme cylindrique à section droite circulaire, de rayon R, une tige de piston ou d'arbre, par exemple, cette bague exercera par sa face interne sur la partie de ce corps avec laquelle elle est en contact, une pression, grâce à son élasticité, très sensiblement uniforme et constante, l'effet dû à l'usure en service n'étant pratiquement pas sensible puisqu'elle se produit normale ment, également en tous les points de la face interne de la bague du fait de l'uni formité de la pression l'appliquant sur ce corps.
Ainsi on réalisera une bonne étan chéité avec un minimum de frottement entre la bague et l'organe sur lequel elle appuie, lorsque celui-ci est animé d'un mouvement relatif de rotation ou de translation par rapport à elle, car la valeur de la pression à obtenir peut être choisie quelconque, par exemple égale à la pression minimum né cessaire pour maintenir l'étanchéité, et ob tenue très sensiblement égale à la valeur choisie, puisque cette pression dépend de la déformation élastique subie par cette bague pendant qu'on travaille sa paroi intérieure et que cette déformation peut être calculée et choisie telle que la pression désirée en service soit obtenue.
Selon la variante de la mise en couvre à laquelle les fig. 5, 6, 7 et 8 sont relatives, on procède de façon analogue à celle décrite, en vue d'obtenir une bague qui, terminée, présente les mêmes avantages que celle ob tenue de la façon décrite ci-dessus. Ces fi- gures correspondent respectivement aux fig. 1, 2 et 3 de la première mise en couvre. _ La pièce à travailler est également une bague 1. Ses extrémités présentent chacune une partie en forme d'escalier destinée à coopérer avec la partie correspondante de l'autre extrémité, comme représenté à la fig. 6.
La déformation élastique de 1 est obtenue également en exerçant aux extrémi tés de cette bague un effort tangentiel ten dant à écarter ces 'extrémités. Pour exercer cet effort tangentiel et maintenir 1a bague déformée pendant le travail de sa paroi in t6rieure; on dispose un coin 3 comme mon tré aux fig. 7 et 8, entre deux parties en regard des parties en forme d'escalier des extrémités de la bague, de telle sorte que ces extrémités soient adjacentes.
Au lieu d'exercer un effort tangentiel sur la pièce 1 à travailler, pour la déformer élastiquement, après lui avoir fait subir les opérations qui ont précédé celle-ci dans l'exemple décrit ci-dessus, on peut aussi exercer des efforts radiaux. La fig. 10, qui est relative à une autre mise en oeu.vre du procédé, montre une bague telle que 1 dis posée dans un dispositif électromagnétique destiné à la déformer élastiquement et à la maintenir ainsi déformée pendant le travail de sa paroi intérieure. Ce dispositif est consti tué par de forts électro-aimants 7 identiques et disposés à intervalles réguliers selon les rayons d'un centre commun.
De cette façon, par l'action de ces électro-aimants exerçant sur la bague des efforts radiaux dirigés vers l'extérieur, on déforme cette dernière de sorte qu'elle prenne la même forme qu'en fig. 4 ou 7, on travaille sa paroi intérieure pen dant que le dispositif électromagnétique la maintient déformée de façon qu'elle de vienne cylindrique circulaire de rayon égal à celui de la pièce avec laquelle elle coopé rera.
Pour exercer ces efforts normaux ou ra diaux, on aurait pu procéder de façon diffé rente. Par exemple: on aurait pu prévoir sur la circonférence de la bague une série de petits trous également espacés. La bague serait alors déformée en lui appliquant des forces de traction égalés dirigées radiale- ment vers l'extérieur, aux endroits où ces trous se trouvent, au moyen d'organes de traction prenant appui dans ces trous.
Lorsqu'un arbre ou une tige est de très petit diamètre, ou si on désire se servir d'amiante ou de cuir pour le presser sur un arbre au moyen d'une bague de garniture obtenue selon l'invention, il est préférable, par exemple, de disposer à l'extérieur de l'arbre ou de la tige des blocs en forme de segments de couronne 4 et 4' et un anneau d, en cuir par exemple, de sorte que ces blocs et ce cuir soient pressés contre la pé riphérie du corps autour duquel ils sont dis posés au moyen de la bague de garniture.
Dans ce cas, la surface interne de la bague de garniture, lors de la confection de cette dernière, doit être travaillée au tour de fa çon que son diamètre interne coïncide exac tement avec le diamètre externe d'un cy lindre composé par une série de blocs en forme de segments de couronne, afin que cette bague exerce une pression uniforme sur ces blocs qui, à leur tour, exerceront une pression uniforme sur le corps autour duquel ils sont disposés.
Au lieu de travailler un corps de forme telle qu'il ne permette d'obtenir qu'une seule bague à la fois comme décrit ci-dessus, on pourrait employer un corps de forme annu laire constitué par une bande de largeur telle qu'après avoir travaillé ce corps comme indiqué ci-dessus, on puisse, en le décou pant, obtenir plusieurs bagues de même dia mètre.