Brevet FR2266820A1 — publié le 19751031

La présente invention concerne un palier articulé pour un arbre rotatif ou coulissant, ou à la fois rotatif et coulissant, qui est capable de s'adapter à des conditions de fonctionnement entraînant une certaine distorsion de cet arbre, comme ctest ie cas par exemple dans les tringleries de commande ou dans les dispos: tifs permettant la transmission de mouvements complexes à différentes vitesses et pour divers modes de charge. On connatt déjà des paliers articulés à rotule dont les plus couramment utilisés comportent deux bagues l'une intérieure portant l'arbre et l'autre formant support, ces deux bagues étant mobiles l'une par rapport à l'autre suivant une surface sphérique dont le centre est leur centre commun. Ces paliers utilisent pour leur construction des combi- naisons de matériaux classiques. Il importe, en effets que ces articulations supportent des charges relativement élevées pendant une période de temps déterminée, et comportent des surfaces de contact qui résistent bien à l'usure provoquée par le frottement. -A cette fin, on utilise, d'une part, pour fabriquer les éléments qui composent les parties résistantes du palier à rotule un acier, par exemple de ltacier inoxydable, ou bien un alliage de titane ou d'aluminium et, d'autre part, pour permettre un frottement continu, on dépose sur les surfaces de contact du palier um mince couche de matière céramique constituée par exemple par un carbure de métal réfractaire, qui confère à ces surfaces une bonne résistance aux pressions et permet I 1auto-lubrlfication. Dans certaines conditions de fonctionnement, cet assem slave, soumis à des écarts de température ou d'efforts, favorise l'apparition de contraintes aléatoires qui provoquent des détéri3rations, se situant généralement sur les surfaces de frottement et qui apportent parfois un Jeu limitant la durée de vie, ou un grippage. Une étude et des soins dans la fabrication sont nécessaires aussi pour obtenir un accrochage correct entre les différents matériaux. En outre, dans certaines conditions 'utilisation, notamment lorsque le palier à rotule reçoit un arbre à rotation rapide, des vibrations dommageables peuvent apparaître qui réduisent la durée de vie de l'ensemble. On a tenté d'atténuer les effets dè vibrations dues en partie-à la raideur des éléments du palier en disposants autour de la partie fixe, un intercalaire élastique qui donne à ltensem- ble une certaine souplesse. I1 en résulte une- complexité dans la réalisation et une augmentation de poids. La présente invention permet de réaliser, de façon simple, un palier. Elle concerne un palier articulé pour un arbre capable de flexion comportant une bague extérieure et une bague intérieure mobiles, l'une par rapport à l'autre, autour d'un centre commun. Selon l'invention, la bague intérieure supporte cet arbre par l'intermédiaire d'au moins deux portées annulaires écartées, la ba-gue étant évidée entre ces portées pour permettre notamment une distorsion de arbre sous les effets des charges en service. De préférence, les bagues intérieure et extérieure sont symétriques par rapport au. plan transversal médian du palier. Dans une forme avantageuse de réalisation, la bague intérieure est une coquille d'épaisseur sensiblement constante et les portées annulaires peuvent être ménagées dans des voiles plans circulaires formant partie intégrante de la bague intérieure. Les évidements sont avantageusement garnis de lubrifiant pour permettre d'effectuer, dans certaines conditions, le graissage de l'articulation. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif permettra de préciser comment l'invention peut eAtre réalisée. La figure 1 représente en perspective une vue partielle d'un palier articulé. La figure 2 représente une coupe, suivant un plan diamétrial, de l'arbre de la figure 1. Les figures 3, 4 et 5 montrent, en coupes analogues, différentes variantes de l'invention. La figure 6 est une coupe d'un palier équipé pour la lubrification. La figure 7 représente à une échelle plus grande un détail de la figure 6. Sur la figure 1, un palier articulé à rotule supporte un arbre 1 en étant monté dans un support 2. L'articulation est en deux parties :une bague intérieure 3 recevant l'arbre 1 et une bague extérieure 4 maintenue dans un logement du support 2. Les surfaces respectives de glissement relatif S et S1 des bagues 3 et 4 sont, comme le montre la figure 2, des sphères de rayon R et de centre 0 situé à la rencontre de l'axe de symétrie b-bl et de l'axe a-al de l'arbre.Entre les surfaces annulaires S2 qui portent l'arbre 1 est ménagé un évidement ou cavité 5, également sphérique, de rayon R1 et de même centre. La bague intérieure 3 a ainsi la forme d'une coquille dont llépaisseur e est constante et qui comporte, à ses extrémités, deux voiles plans 3a et 3b dans lesquels sont ménagées les portées s2. Une bague intérieure 3 ainsi réalisée est capable, non seulement de pivoter dans la bague 4, mais aussi de se déformer radialement lorsqu'elle est sollicitée par exemple par des efforts radiaux cycliques, et ceci en fonction des dimensions h et L de la bague intérieure 3, h étant l'épaisseur totale de la bague et L sa longueur axiale. Dans le cas de paliers pour arbre tournant notamment (figure D), la cavité 6 comprise entre les portées peut autre de forme torique, c'est-à-dire délimitée extérieurement par un arc A de hauteur hl plus grande que la hauteur h indiquée par lalaíiSure2. On peut ainsi réduire la souplesse de la bague, ce qui permet de l'adapter eux charges rencontrées en pratique. En effet si, par exemple, des efforts dynamiques ou statiques schématisés par la flèche F, sollicitent l'arc A, ce dernier se déforme et prend, par exemple, la forme A1. Les déplacements de surfaces frottantes qui en résultent peuvent ainsi procurer un effet d'amortissement. Dans la variante de réalisation montrée par la figure 4, la souplesse est, au contraire, augmentée parun écartement des portées, grace à un évidement de rayon R beaucoup plus grand que le rayon interne maximal de la bague fixe. Si, en même temps que la longueur axiale L1 de cette bague, on choisit une épaisseur e2 plus réduite-que précédemment, la souplesse est encore accrue sous les sollicitations radieles F1. L'arc B se déformant par exemple suivant la courbe B1, permet des déplacements dl procurant l'amortissement désiré. Lorsque le bague intérieure doit supporter des efforts radiaux F2 élevés et porter un arbre Il entPafiné en rotation, la réalir ion montrée par la figure 5 est avantageuse. Ce palier supporte l'arbre 11 par trois portées annulaires SD et S4 et comporte deux évidements 9 et 10. Son enveloppe extérieure est constituée, au milieu7 par une surface sphérique, de rayon R4 centré sur l'axe 11 de l'arbre, qui est raccordée à deux surfaces coniques S5. Dans cette forme de réalisation, l'épaisseur est avantageusement évolutive. Elle décroSt,curme représenté, de la valeur e3 à la valeur e4, accroissant ainsi la souplesse de cette bague de part et d'autre de la bague fixe 13. Si, par exemple, l'axe de l'arbre 11 se déforme, sous l'action des forces dynamiques, suivant la ligne 11', grace a la longueur axiale L2 et à la souplesse des extrémités, on atténue les concentrations locales des contraintes. La ou les cavités des bagues intérieures peuvent être remplies d'un fluide onctueux pour effectuer la lubrification des surfaces de frottement. A cette fin (figures 6 et 7), du lubrifiant 18 peut être introduit dans ces cavités par le clapet de retenue pour sortir, grâce au clapet 19, par des orifices ménagés dans les surfaces de frottement S6, S7 Pour assurer une bonne étanchéité et permettre à la bague intérieure, 15 de garder ses possibilités de déformation, un joint élastique 17 est disposé à l'intérieur de cette bague et fixé à la paroi interne de celle-ci. Une telle lubrification peut être utilisée en plus des dispositifs classiques de la technique pour assurer, en période critique, une lubrification supplémentaire. Cette lubrification peut agir pour des arbres tournant accidentellement en survitesse ou bien pour faciliter un dégrippage, ou bien encore pour assurer un entretien périodique des paliers. En effet, le clapet 19 permet la sortie du lubrifiant dans les conditions montrées par la figure 7. Le clapet 19 est soumis, pour son ouverture, à une force statique F3, dont l'intensité dépend de la pression P qui règne dans le fluide, ou bien à une force dynamique provenant de la masse de ce clapet mise en rotation autour de l'arbre 16. Ces forces, comprimant le ressort taré 20, permettent le passage du fluide à l'intérieur des canalisations C et C1. L'invention s'applique à des paliers destinés principalement à supporter des arbres minces et flexibles, qui peuvent eAtre mobiles en translation, ou en rotation, ou encore en translation et rotation à la fois. REVENDICATIONS 1.- Palier articulé pour un arbre capable de flexion, com portant une bague extérieure et une bague intérieure mobiles l'une par rapport à l'autre autour d'un centre commun, caractérisé en ce que la bague intérieure supporte cet arbre par l'intermédiaire d'au moins deux portées annulaires écartées, la bague étant évidée entre ces portées pour avoir une souplesse permettant une distor sion de l'arbre sous les effets des charges en service. 2.- Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bagues intérieure et extérieure sont symétriques par rapport au plan transversal médian du palier. 3.- Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portées annulaires sont ménagées dans des voiles plans circulaires formant partie intégrante de la bague intérieure. 4.- Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague intérieure est une coquille d'épaisseur sensiblement constante. 5.- Palier selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bagues intérieure et extérieure sont en contact suivant une surface de révolution axée sur le palier, surface engendrée par une portion de cercle située dans un plan radial et dont le centre est dans le plan médian. 6.- Palier selon la revendication 4, caractérisé en ce que la coquille comporte une partie centrale sphérique raccordée à deux parties effilées coniquement. 7.- Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la coquille comporte trois portées annulaires, une portée cen traIe et deux portées d'extre'mité. 8.- Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur de la coquille diminue dè sa parti-e centrale vers ses extrémités. 9.- Palier selon l'une quelconque des revendications-pré- édentes, caractérisé en ce que l'évidement de la bague intérieure contient un lubrifiant sortant par des orifices de la surface externe de la bague intérieure. 10.- Palier selon la revendication 9, caractérisé en ce que ltévidement est fermé, du côté de l'arbre, par un joint, et la sortie du lubrifiant est corr,mandée par un clapet pouvant être ouvert par une force dirigée dd l'intérieur vers l'extérieur.