Brevet FR2285541A1 — publié le 19760416

La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux paliers et elle concerne principalement un palier à éléments roulants qui présente des propriétés autolubrifiantes et qui peut fonctionner dans une ambiance à température élevée. La présente invention concerne un composant de carbone structural pour un ensemble de palier à éléments roulants Selon un autre aspect, la présente invention concerne un palier à éléments roulants dont un (ou plusieurs) composants est (ou sont) en carbone structural. L'expression "carbone structural" désigne toute matière carbonée sous forme solide, par exemple du graphite massif ou l'une des matières composites à base de carbone telles que celles utilisées dans les disques due freins d'avions. L'expression "matière composite à base de carbonen désigne une matière à base de carbone solide à renforcement de fibres de carbone, préparée soit par le procédé à imprégnations multiples, soit par le procédé de dépôt de carbone en phase vapeur. Dans le premier procédé, par inmprégnations multiples, on imprègne plusieurs fois un substrat en textile carbonisable d'une résine que l'on carbonise ensuite. Dans le deuxième procédé par dép8t de carbone en phase vapeur, on dépose du carbone sur un substrat textile en laissant un gaz carboné venir en contact avec le substrat chauffé dans des conditions appropriées de température et de pression qui favorisent la formation de carbone à partir de la phase gazeuse. Lorsqu'il est fabriqué à partir de matière composite à base de carbonée, le composant peut être fabriqué à sa forme finale, ou très près de celle-ci, ce qui ne nécessite qu'un usinage ultérieur faible ou nul. En variante, on peut usiner une billette de graphite massif à la forme voulue. Dans les réalisations dans lesquelles le composant est une piste ou une cage annulaire de palier en matière composite à base de carbone à renforcement de fibres de carbone, au moins certaines des fibres de renforcement s'étendent circonférentiellement autour de la piste ou de la cage. Le composant peut de façon appropriée, être produit selon le procédé décrit dans la demande de brevet français NO 75.14103 déposée le 6 mai 1975 au nom de la Demanderesse. Selon une autre caractéristique, l'invention concerne un ensemble de palier à éléments roulants dans lequel au moins l1une des pistes, intérieure ou extérieure, est un élément annulaire de carbone structural. Dans une réalisation préférée de l'invention, un ensemble de palier à aiguilles (ou rouleaux) comprend une piste interne annulaire en carbone structural ayant des rebords terminaux monobloc, également en carbone structural, au moins un ensemble de cage et d'aiguilles (ou rouleaux) entourant la piste interne entre les rebords terminaux, et une piste externe annulaire entourant l'ensemble de cage et d'aiguilles (ou rouleaux). La figure unique du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, ladite figure étant une élévation en coupe axiale d'un roulement à aiguilles (ou rouleaux) selon l'invention. Le roulement 10 à aiguilles (ce terme englobant les rouleaux) comprend une piste ou un chemin de- roulement annulaire interne 11 et une piste ou un chemin de roulement annulaire externe 12. Ces deux pistes sont en matière composite à base de carbone et sont produites par le procédé décrit dans la demande de brevet français pricitée. Selon ce procédé, le renforcement en filaments de chaque piste de roulement 11 et 12 s'étend sur leur circonférence, ayant été enroulé sur un mandrin. La piste interne il est formée avec des rebords terminaux monobloc 13 et 14 entre lesquels sont placées, co"te à côte, deux cages métalliques 15 et 17 maintenant chacune des aiguilles en acier 16, 18 espacées circonférentiellement autour de la piste interne 11. Les ensembles de cage et d'aiguilles sont d'un type bien connu en soi. L'ensemble d'aiguilles représenté convient à une utilisation dans un environnement à température élevée, par exemple dans un moteur pneumatique entraîné par de l'air chaud sortant d'une turbine d'avion, dans lequel il travaille mieux qu'un palier à aiguilles avec pistes interne et externe en métal, comme c'est le cas actuellement. Les pistes en carbone structural 11 et 12 ne sont pas sujettes à dilatation et contraction, non plus qu'aux autres changements provoqués dans le métal par des températures élevées. Jusqu'ici, la lubrification d'un palier soumis à des températures élevées a soulevé des problèmes importants, car un lubrifiant fluide, ou bien est brtlé, ou bien devient trop visqueux et tend à migrer, ce qui risque de faire coincer le palier. Dans d'autres réalisations de l'invention, les pistes interne et externe et les éléments roulants d'un palier à billes ou à rouleaux peuvent zetre métalliques et les cages (seulement) interposées entre les pistes peuvent être en carbone structural, ou bien les cages et les billes ou rouleaux placés dans ces cages peuvent être tous en carbone structural. Dans une autre réalisation, tous les composants d'un palier à éléments roulantes, à savoir les deux pistes, les cages et les billes ou rouleaux, peuvent être en carbone structural. REVENDICATIONS 1. Palier à éléments roulants comportant des pistes annulaires interne et externe entre lesquelles est interposée une cage annulaire, avec plusieurs éléments roulants disposés dans des ouvertures correspondantes de la cage espacées circonférenciellement autour de la cage, chaque élément roulant étant en contact de roulement avec une périphérie radialement extérieure de la piste interne et une périphérie radialement intérieure de la piste externe, des moyens étant prévus pour empe- cher la cage et les éléments roulants de se déplacer axialement d'entre les piste, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des composants du palier : pistes, cage ou éléments roulantes, sont en une matière carbonée sous forme solide. 2.- Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu un ou plusieurs de ses composants pistes, cage ou éléments roulants sont en matière composite à base de carbone. 3.- Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs de ses composants : pistes et cage, sont en matière composite à base de carbone produite par dépôt de carbone en phase vapeur sur un substrat de filaments de carbone enroulés, dont la plupart s'étendent selon la circonférence de la piste ou de la cage. 4.- Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs de ses composants : pistes, cage ou éléments de roulement, sont en graphite massif.