Brevet FR2220023A1 — publié le 19740927

Lu présente invention se rapporte à un palier à glissement sec, comprenant un élément de coussinet élastique, mince, engagé par déformation élastique dans l'alésage dsun logement, et un arbre susceptible de tourner par rapport à l'élément de coussinet et au logement. Suivant le modèle dt-utilité allemand no 1 863 826, il est connu de glisser dans un logement une douille circulaire fendue dont les extrémités se recouvrent lors de l'introduction dans le logement et qui, après introduction, reprend élastiquement sa forme de départ circulaire, sa surface latérale extérieure s'appliquant alors contre l'alésage du logement. En outre, on connaît des paliers avec des coussinets en feuille formés de plusieurs rubans de coussinet minces, enroulés en spirale. Dans de tels paliers hydrodynamiques ou hydrostatiques, les différents rubans de coussinet en feuille servent à améliorer la répartition du flux de lubrifiant. La présente invention vise un palier à glissement sec, exempt de jeu, à capacité de charge élevée, qui soit à m8me de supporter de façon sûre en particulier des efforts de basculement d'un arbre ou axe. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait qu'un ruban de coussinet plan à ltétat non déformé est engagé par déformation élastique dans l'alésage du logement de manière à conserver son effet de rappel à l'état engagé. Le ruban de coussinet s'applique sur une partie de la périphérie contre l'alésage du logement, tandis qu'il se produit, dans la zone de ses extrémités,eitrelasuraoelatérale extérieure du ruban de coussinet et l'alésage du logement, une fente en forme de croissant qui se trouve ensuite réduite par l'introduction d'un arbre à l'intérieur du ruban de coussinet, au contact de la surface intérieure de ce dernier, procurant un serrage élastique de l'arbre. Selon l'invention, il est en outre avantageux que l'angle d'enlacement du ruban de coussinet autour de l'arbre soit supérieur à 3600 ou que le ruban de coussinet forme plusieurs spires à allure en spirale. On obtient ainsi un palier à précontrainte élastique, n' exigeant pas d'entretien et d'encombrement réduit, et qui peut être fabriqué d'une manière simple et à peu de frais, par exemple par roulage d'un ruban d'acier plan, de faible épaisseur de paroi. En cas d'utilisation d'un ruban d'acier, il est prévu, suivant l'invention, qu'une surface au moins de ce ruban soit enduite d'une matière de glissement. A cet effet, on utilise de préférence de la polyamide ou du polytétrafluoréthylène formant entre l'arbre et le ruban d'acier et/ou entre l'arbre et l'alésage du logement une couche intermédiaire élastique, de sorte que des efforts de basculement de l'arbre peuvent être supportés élastiquement. En outre, grâce à l'utilisation d'un ruban d'acier enduit, la matière plastique ne risque pas d'être extrudée hors de l'alésage du logement, comme cela peut se produire dans le cas de coussinets réalisés entièrement en matière plastique.En outre, la faible épaisseur de la couche de matière plastique évite un gonflement de cette matière On peut également observer une amélioration de la résistance au cisaillement de paliers formés d'un ruban d'acier enduit de matière plastique, comparativement à des douilles massives en matière plastique. Les propriétés d'élasticité permettant d'absorber des efforts de basculement et des pointes de contact peuvent encore être améliorées par le fait que, selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban acier est enduit sur les deux faces d'une matière de glissement, par exemple de polyamide ou de tétrafluoréthylène. La matière de glissement forme, en direction radiale, une zone élastique, tandis que le ruban d'acier lui-même ne se déforme pas. Cela évite des pointes de contact et la température du palier reste faible. Suivant un autre mode de réalisation avantageux del'inven- tion, seules des zones partielles de surface du ruban de coussinet sont enduites de matière de glissement. En outre, le ruban d'acier peut être enduit unilatéralement d'un revêtement de caoutchouc de plus forte épaisseur. Pour améliorer l'adhérence de l'enduit sur le ruban d'acier, il est possible de prévoir dans ce dernier des évide ments dans lesquels la matière plastique pénètre depuis les deux faces, ce qui procure une bonne liaison par accrochage. Au niveau de la surface de l'enduit, des creux de faible profondeur peuvent alors se former à ces endroits, lesquels creux servent à recevoir un lubrifiant. Suivant une autre caråctéristique de'l'invention, il est avantageux que les spires du ruban de coussinet soient soudées entre elles aux ultra-sons Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, visant à exclure tout jeu de palier indésirable grâce à une répartition judicieuse des enduits sur le ruban de coussinet, des bourrelets ou coussins de matière plastique sont disposés dans le sens périphérique en alternance sur la face intérieure et sur la face extérieure du ruban de coussinet. A cet effet, il est-avantageux, suivant une autre caractéristique de l'invention, que quatre bourrelets de matière plastique soient répartis dans le sens périphérique respectivement sur la face intérieure et sur la face extérieure du ruban de coussinet. Une autre caractéristique de l'invention se rapporte au positionnement axial de tels rubans de coussinet engagés par déformation élastique dans l'alésage du logement. En effet, si de tels rubans de coussinets sont introduits dans des logements présentant un alésage cylindrique usiné, dépourvu de butées axiales sous la forme d'un collet ou d'un élément analogue pour le ruban de coussinet, l'utilisation de joncs d'arrêt du type circlips ou d'éléments élastiques analogues en vue du positionnement axial n'est pas possible du fait que les rubans de coussinet sont constitués par des feuilles pouvant avoir une épaisseur de fractions de millimètre seulement. Pour permettre le positionnement axial de tels rubans de coussinet il est proposé, suivant l'invention, que l'alésage cylindrique du logement présente des gorges dans la zone de ses deux extrémités, et que le ruban de coussinet présente des bords frontaux ondulés en direction radiale, s'engageant dans lesdites gorges. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de plusieurs modes de réalisation non limitatifs donnés ci-après et reprcsentés sur le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente un ruban de coussinet plan, à l'état non déformé; la figure 2 est une coupe radiale d'un palier à glissement sec conforme à l'invention, sans l'arbre; la figure 3 est une coupe radiale du palier à glissement sec suivant la figure 2, un arbre étant introduit dans le ruban de coussinet au contact de la surface latérale intérieure de ce dernier; la figure 4 représente un palier avec deux rubans de coussinet concentriques; la figure 5 représente un palier à glissement sec conforme à l'invention avec un ruban de coussinet formant plusieurs spires à allure en spirale;; la figure 6 est une coupe axiale d'un palier à glissement sec suivant la figure 5, en cas de basculement de l'arbre; la figure 7 représente un ruban de coussinet plan suivant la figure 1, les extrémités du ruban étant coudées; la figure 8 représente un ruban de coussinet suivant la figure 1 dont la surface est enduite de matière de glissement suivant un dessin en losanges; la figure 9 représente un ruban de coussinet présentant des évidements circulaires pour améliorer l'adhérence de l'enduit; la figure 10 représente un ruban de coussinet enduit sur une face de matière de glissement et sur l'autre d'une couche de caoutchouc;; la figure 11 est une coupe radiale d'un ruban de coussinet comportant des bourrelets de matière plastique réparti sur le pourtour en alternance sur la face intérieure et la face extérieure, ledit ruban de coussinet étant introduit dans un logement et renfermant un arbre; la figure 12 représente le ruban de coussinet selon la figure 11, pris isolément; la figure 13 représente un ruban de coussinet conforme à l'invention à bords frontaux ondulés, à l'état plan; la figure 14 est une coupe suivant A-A de la figure 13; la figure 15 est une vue en élévation frontale du ruban de coussinet selon la figure 13, à l'état déformé; la figure 16 est une coupe axiale du ruban de coussinet déformé, à l'état monté, sans l'arbre; la figure 17 représente de façon analogue à la figure 16 le ruban de palier déformé, après introduction de l'arbre. Sur la figure 1, on a représenté un ruban de coussinet 1 plan, constitué par un ruban d'acier 2 de faible épaisseur pourvu sur une face (a) d'un enduit 3a de matière plastique ou d'une matière analogue. L'épaisseur du ruban d'acier 2 est de préférence inférieure à 1 mm. Cependant, dans le cas de paliers à glissement sec de très grande taille, on peut également utiliser des rubans d'acier d'une épaisseur de 1 mm ou davantage. Dans l'exemple de réa l}salion reprté, la face visible du ruban d'aeier 2 est complè tercnt ensuite de llolxamide 11 (marque ";rilsan"). Sur la figure 2, le ruban de palier 1 a été introduit dans l'alésage 4 d'un logement 5 dans la zone médiane inférieure 6, la surface latérale extérieure 7 du ruban de coussinet 1 est appliquée complètement contre l'alésage 4 du logement. Dans la zone des extrémités 8 du ruban 1, une fente 9 en forme de croissant s'établit entre la surface latérale 7 du ruban 1 et l'alésage 4. En introduisant un arbre 10 au contact de la surface latérale intérieure 11 du ruban de coussinet 1 (figure 3), cette fente 9 est réduite et il s'établit ainsi, dans la zone indiquée par les flèches, un serrage élastique de l'arbre par rapport au ruban de coussinet et au logement. Le ruban de coussinet 1 présente un enduit 3a au moins sur la face intérieure. Sur la figure 4, on a représenté deux rubans de coussinet concentriques présentant chacun un enduit 3a sur la face intérieure. La figure 5 représente un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel l-'angle d'enlacement du ruban de coussinet 1 autour de l'arbre 10 est supérieure à 360n, ledit ruban de coussinet comprenant ici plusieurs spires. Pour fabriquer ce palier à glissement sec, on enroule un ruban de coussinet 7 plan de façon si serrée que son diamètre extérieur soit inférieur au diamètre de l'alésage 4.Le jeu de ce palier peut autre différent pour les deux sens de rotation de l'arbre iO. Par un choix approprié du nombre et du "serrage" des spires, il est possible de faire en sorte que l'arbre puisse tourner librement dans un sens dans le logement, tandis que dans l'autre sens de rotation, ilse produit un effet de blocage entre l'arbre et le logement, de sorte que le ruban de coussinet assume la fonction d'un accouplement. Par un déplacement lent du ruban de coussinet 1 dans l'alésage 4 du logement 5, on assure une usure régulière du palier. La figure 6 est une coupe axiale d'un palier à glissement sec suivant la figure 5, permettant de reconnattre que l'arbre 10 a basculé vers un c8té. Le palier peut bien s'adapter à cette sollicitation sans que ne se produisent des pointes de contact et des phénomènes d'échauffement. La figure 7 représente un ruban de coussinet 1 dont les extrémités 12 sont coudées. Ces extrémités peuvent autre engagées dans une rainure pratiquée dans l'alésage 4 pour immobiliser ainsi en rotation le ruban de coussinet 1 dans le logement (non représenté). Les figures 8 à 10 représente-nt divers modes de réalisation du ruban de coussinet 1. Le ruban de coussinet est constitué chaque fois par. un ruban d'acier 2 de faible épaisseur, pourvu d'un enduit. Sur la figure 8, l'enduit est appliqué suivant un dessin en losanges sur une face (3a) ou sur les deux faces. Dans l'exemple de la figure 9, le ruban d'acier 2 comporte des évidements circulaires 13 dans lesquels s'accroche l'enduit 3a. Dans le cas où un enduit est prévu sur les deux faces (3a, 3b), des liaisons s'établissent dans la zone des évidements circulaires 13 entre les deux enduits 3a, 3b, ce qui augmente encore la résistance au cisaillement des enduits. Dans la zone des évidements 13, des creux de faible profondeur susceptibles d'être utilisés pour recevoir un lubrifiant peuvent autre formés à la surface de l'enduit 3a (et/ou de l'enduit 3b). De la même manière, il est possible de prévoir, dans les exemples des figures 1, 7, 8 et 10, dans la surface enduite, des creux superficiels susceptibles d'être remplis de lubrifiant. La figure 10 représente un ruban d'acier 2 enduit sur une face d'une épaisse couche de caoutchouc 14. Lorsque un tel ruban d'acier est monté de la manière visible sur les figures 3 et 4, la couche de caoutchouc peut absorber les vibrations. Une précontrainte entre l'arbre 10 et le ruban de coussinet peut être obtenue par le fait que l'arbre 10 enfoncé dans le ruban de coussinet 1 se trouvant dans l'alésage 4 du logement 5 est surdimensionné, de sorte que la couche de caoutchouc 14 se trouve comprimée entre le ruban d'acier 2 et l'alésage 4 du logement 5 (non représenté). Sur la face opposée à la couche de caoutchouc 14, le ruban d'acier 2 comporte de préférence un enduit 3a de polyamide ou de polytétrafluoréthylène, sur lequel glisse l'arbre 10. Le palier conforme à l'invention décrit ci-dessus peut être utilisé Jomme palier à glissement pour des mouvements oscillants de faible amplitude, ou également pour des mouvements de rotation. Comme le montre les figures, il est possible d'agir sur le jeu de palier en utilisant des rubans de coussinet de différentes épaisseurs, ou en prévoyant un nombre plus ou moins important de spires. Cela permet de compenser de manière simple des défauts d'usinage de l'arbre 10 ou du logement 5 ainsi que des défauts d'alignement entre plusieurs paliers. Les rubans d'acier 2 sont fabriqués avec la plus grande larécisìon et après I'apllication de enduit, on peut les faire passer dans un calibre assui'ant aux rubans également à l'état enduit, une épaisseur de paroi très précise. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures Il et 12, le ruban de coussinet 1 est constitué par un ruban d'acier 2 pourvu sur la face intérieure (a) et sur la face extérieure (b) d'enduits de matière plastique, par exemple de polyamide ou de polytétrafluoréthylène, ces enduits ne couvrant pas la totalité desdites faces, mais étant concentrés circonférenciellement en coussins ou bourrelets de matière plastique 15, 16. Les bourrelets de matière plastique 15 et 16 sur les faces a et b sont répartis en alternance sur les deux faces, c'est-à-dire qu'un bourrelet 15 sur la face a vient se placer entre deux bourrelets 16 sur la face b, et inversement. Le ruban de coussinet 1 ainsi formé entoure un arbre 10 qui vient s'appuyer sur les bourrelets de matière plastique 15. La face extérieure b du ruban d'acier 2 n'étant pas enduite en face des bourrelets de matière plastique 15, des cavités 17 se forment à ces endroits. Les forces d'appui qui sont transmises de l'arbre 10 à un bourrelet 15 sont supportées par les deux bourrelets de matière plastique 16 se trouvant de part et d'autre du bourrelet 15 sur la face extérieure b du ruban d'acier 2, ce qui procure un effet de poutre élastique. Cet effet est semblable à celui d'une poutre à deux appuis sollicitée en son milieu par une charge.Cet agencement permet de donner au diamètre intérieur libre des bourrelets de matière plastique 15 répartis sur le pourtour, une valeur inférieure au diamètre extérieur de l'arbre 10; lors de l'introduction de l'arbre 10, les bourrelets de matière plastique 15 peuvent céder élastiquement vers l'extérieur en direction radiale, ce qui assure l'absence de jeu du palier. Sur la figure 12, on a prévu chaque fois quatre bourrelets de matière plastique 15, 16 répartis en alternance sur la face intérieure a et surla face extérieure b du ruban d'acier 2. Le ruban de coussinet 1 ainsi formé est représenté isolément, sans l'arbre et sans le logement. La répartition décrite donne un décalage angulaire de 900 entre deux bourrelets 15 prévus sur la face intérieure a du ruban d'acier 2, et un décalage angulaire de 459 entre un bourrelet 15 prévu sur la face intérieure a et un bourrelet 16 pré vu sur la face extérieure b du ruban d'acier 2. Ce mode de réalisation permet d'appliquer une précontrainte considérable à un arbre 10 non représenté sur cette figure. Les rubans de coussinet 1 représentés sur les figures 11 et 12 sont destinés à recevoir des arbres 10 à mouvement de rotation et/ou à mouvement de va-et-vient. La figure 13 représente un ruban de coussinet 1 essentiellement plan, constitué par un ruban d'acier 2 de faible épaisseur portant sur une face (a) un enduit 3a de matière plastique ou d'une matière analogue. Comme le montre surtout la figure 14, les deux bords frontaux 18 du ruban de coussinet 1 sont ondulés. De tels bords frontaux ondulés 18 se produisent souvent de façon non inten {yrn ?lle lors de la fabrication de feuilles très minces; si cette ondulation ne se produisait pas lors de l'utilisation de certains rubans d'acier 2, ces rubans pourraient recevoir une ondulation aux bords frontaux 18 par une opération de laminage particulière La figure 15 montre que le ruban de coussinet 1 suivant les figures 13 et 14 est déformé en cylindre. L'ondulation des bords frontaux 18 peut être effectuée avant ou apres la déformation en cylindre.Le ruban de coussinet 1 de la figure 15 est alors engagé -comme représenté sur la figure 16, dans l'alésage 4 également cylindrique d'un logement 5. Dans l'alésage 4 du logement 5 sont pratiquées, dans la zone des deux extrémités, des gorges 20 danslesquellw pénètrent les bords frontaux ondulés 18 du ruban de coussinet 1, à l'état monté. Sur la figure 17, on reconnatt que lorsque 11 arbre 10 a été introduit, les bords frontaux ondulés 18 du ruban de coussinet restent enfoncés dans les gorges 20 et ne peuvent plus en ressortir élastiquement, ce qui assure le positionnement axial du ruban de coussinet 1. Lorsque l'arbre 10 est démonté, on peut facilement .e- tirer le ruban de coussinet 7 du logement 5 par le fait qu' l'amè- ne hors de contact d'avec l'alésage 4 à son joint 19 (voirfigure 15), qutonltenroule vers l'intérieur et qu'on le retire axialement duXpment5. il convient de noter que le positionnement axial selon les figures 13 à 17 n'est pas limité à des rubans de coussinet engagés par déformation élastique dans ltalésage d'un logement mais est applicable également à des coussinets préalablement eintrés de façon permanente en cylindre ne conservant pas d'effet de rappel élastique une fois engagés dans l'alésage d'un logement. REVENDICATIONS 1. Palier à glissement sec, comprenant un élément de coussinet élastique, mince, engagé par déformation élastique dans l'alésage d'un logement, et un arbre susceptible de tourner par rapport à l'élément de coussinet et au lc;ement, caractérisé par le fait qu'un ruban de coussinet plan à l'état non déformé est engagé par déformation élastique dans l'alésage du logement de manière à conserver son effet de rappel à l'état engagé. 2. Palier suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle d'enlacement du ruban de coussinet autour de l'arbre est supérieur à 360Q. 3. Palier suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le ruban de coussinet est constitué par un ruban d'acier et présente un enduit de matière de glissement sur une face au moins. 4. Palier suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des zones partielles de la surface du ruban de coussinet sont enduites de matière de glissement. 5. Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une face du ruban d'acier est enduite d'une matière de glissement et l'autre face du .revétement de caoutchouc de plus grande épaisseur. 6. Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que plusieurs rubans de coussinet ou spires sont reliés eux -mêmes par soudage aux ultra-sons. 7. Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qué des coussins ou bourrelets de matière plastique sont appliqués en alternance dans le sens périphérique sur la face intérieure et sur la face extérieure du ruban de coussinet. 8. Palier suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que quatre bourrelets de matière plastique répartis sur le pourtour sont appliqués sur la face intérieure et sur la face extérieure du ruban de coussinet. 9 Palier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'alésage cylindrique du logement comporte des gorges dans la zone de ses deux extrémités, et que le ruban de coussinet présente des bords frontaux ondulés en direction radiale, pénétrant dans lesdites gorges de l'alésage du logement.