Brevet FR2463319A1 — publié le 19810220

L'invention concerne un palier pour un arbre susceptible de subir des oscillations et des chocs. Dans tous les appareils ou machines agricoles travaillant dans la terre ou dans des atmosphères chargées en poussière abrasives de toutes sortes, et utilisant des arbres tournants, il est impératif que les paliers supportant ces arbres possèdent trois qualités principales - un auto-alignement permanent - une étanchéité parfaite - une bonne résistance aux efforts radiaux et surtout axiaux. Les paliers auto-alignants employés actuellement utilisent des roulements à billes classiques, étanches, à cage extérieure sphérique oscillant dans des paliers en fonte ou en acier. Ces roulements ont un alignement au montage parfait et une bonne étanchéité;mais la terre, les poussières abrasives ou la rouille ont tôt fait de bloquer les sphères dans les cages et les roulements deviennent alors rigides. De plus, ces roulements n'ont qu'une faible capacité de charges axiales, insuffisante pour encaisser les chocs et les poussées latérales. On emploie également des paliers à double roulements montés rigides;dans ce cas les roulements, les joints, les arbres ainsi que les châssis d'appareils encaissent des efforts et des déformations permanentes qui engendrent des ruptures de pièces. On a également essayé de monter ces derniers paliers de manière flottante à l'aide de brides ou de boulons non bloqués laissant une certaine liberté aux paliers. On assiste alors à une usure très rapide des fixations et à une fatigue excessive des roulements et des joints, la poussée axiale engendrant une flexion des arbres et des châssis. La présente invention remédie à ces inconvénients et permet de réaliser un palier porteur d'arbres sur lequel sont montés des outils de travail, notamment de travail de la terre; et le palier selon l'invention permet aux arbres un minimum d'oscillation ainsi qu'une grande aptitude à encaisser les chocs comme à répondre aux sollicitations et aux efforts axiaux et radiaux. A cet effet, l'invention concerne un dispositif porteur pour un arbre associé à des outils de travail, l'arbre étant susceptible d'oscillation et appelé à subir des chocs, l'arbre étant associé à un moyeu, lui-meme monté dans un palier , et le dispositif est caractérisé en ce que ledit palier est lui-même monté sur un support fixe par l'intermédiaire d'un coussin élastiquement déformable. De préférence, le coussin élastiquement déformable est constitué d'au moins un bloc en matériau élastomère, tel que le caoutchouc. De préférence encore, le coussin déformable est constitué de deux éléments- diamétralement opposés et situés de part et d'autre du palier primaire. De préférence encore, le coussin intermédiaire est emprisonné, étant bloqué par les seules forces de friction, entre le palier primaire et un logement extérieur ou palier secondaire. Selon une forme de réalisation plus particulière d' l'invention, le palier primaire a une forme générale circulaire et il est emmanché dans le coussin élastiquement déformable formant anneau, lequel est lui-même prisonnier dans un logement formant palier extérieur de forme générale circulaire et concentrique au palier primaire. Selon une caractéristique particulière, le palier extérieur ou secondaire est constitué de deux coquilles demi-cylindriques enfermant l'anneau élastomère lui-même emmanché sur le palier primaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau élastomère, prisonnier entre le palier intérieur et le palier extérieur, est maintenu en position par des inégalités de relief prévues radialement, respectivement sur le palier intérieur et sur le palier extérieur, ces inégalités de relief empêchant le déplacement longitudinal de l'anneau (parallèlement à l'axe de rotation de l'arbre). Selon une forme de réalisation plus particulière, le palier intérieur récepteur du moyeu, associé à l'arbre, comporte sur sa paroi extérieure une gorge circulaire disposée sensiblement en position médiane et réceptrice de l'anneau élastomère,ainsi immobilisé sur ce palier primaire sans pouvoir se déplacer longitudinalement. Selon une autre caractéristique, l'anneau est lui-même prisonnier du palier extérieur par une gorge disposée sur le pourtour extérieur de l'anneau, gorge dans laquelle s'engage une collerette intérieure du palier secondaire, empêchant toute translation longitudinale du palier secondaire par rapport à l'anneau. Selon une variante de réalisation, le palier intérieur ou primaire, comporte sur son pourtour une collerette pénétrant dans un logement complémentaire disposé sur la face interne de l'anneau, lequel est emprisonné par son pourtour externe dans un logement formant gorge circulaire du palier secondaire. Le palier présenté ici et faisant l'objet du present brevet, élimine les divers inconvénients ci-dessus décrits concernant les dispositifs antérieurs. Il a en effet la particularité d'être en permanence autoalignant quelleque soit l'atmosphère ou la matière dans laquelle il est plongé. Le palier porteur selon l'invention-présente une très bonne étanchéité car il permet d'employer les joints d'étanchéité classiques les plus sophistiqués; il a une très bonne capacité de charge axiale et radiale par la faculté de pouvoir y insérer par paires les meilleurs roulements actuellement connus. On a décrit ci-après et représenté aux dessines annexés un palier conforme à l'invention, employé sur un appareil de travail du sol utilisant des disques enfilés sur un arbre tournant dans des paliers support-appareil dénommés couramment "pulvériseurs". Ce montage n'est décrit ici qu'à titre d'exemple nullement limitatif, ces paliers pouvant être utilisés dans tous les cas où des arbres tournants travaillent dans des milieux très abrasifs quels que soient les outils qu'ils portent ou qu'ils actionnent. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale du palier porteur selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 représente une vue partielle d'une variante de forme du coussin élastomère. Selon l'invention l'arbre 9 porte en série une pluralité d'outils de travail ici constitués de disques 8,8' tournants, étant entrainés par l'arbre; à cet effet l'arbre est de section polygonale, par exemple carrée, et les outils de travail comportent une ouverture centrale permettant leur enfilement sur cet arbre. L'arbre 9 est lui-même supporté, à intervalles réguliers, par une patte support 10 reliée au châssis fixe de l'engin et la liaison entre l'arbre et le châssis fixe se fait par le palier à auto-alignement et permettant d'encaisser les chocs et oscillations supportés par l'arbre en cours de travail. A cet effet l'arbre 9 est engagé dans un moyeu 1, qui comporte un logement central de profil complémentaire de celui de l'arbre et ce moyeu 1 est lui-même monté à rotation dans un palier 2 , palier primaire ou palier intérieur. Ce palier peut être du type comportant des roulements à billes ou être un palier auto-lubrifiant, par exemple comportant un revêtement d'une résine fluorée. A chaque extrémité du palier 2 sont montés les flasques enveloppant de déflexion 7,7' qui empêchent la pénétration de poussières et de matières abrasives vers l'espace intérieur du palier primaire 2. Ce moyeu primaire 2 est relié, conformément au dispositif selon l'invention, à son support fixe 10, par l'intermédiaire d'un coussin 3 en matière élastiquement déformable, lui-même monté à l'intérieur d'un palier secondaire ou palier extérieur 4,5 lequel est solidarisé, par exemple par soudure, sur la patte formant support fixe 10. Selon la forme décrite aux figures 1 et 2, le palier primaire 2 comporte en position médiane, une gorge à profil en forme de U dans laquelle est engagé le coussin 3, constituant un anneau en matière élastiquement déformable, par exemple en résine élastomère telle que le caoutchouc. Le coussinet annulaire 3 comporte lui-même sur son pourtour extérieur une gorge 11 dans laquelle vient s'engager la collerette constituant le pourtour intérieur du palier secondaire 4 et de profil complémentaire de la gorge 11. La gorge et le profil complémentaire sont en forme de V largement évasé de façon à permettre les pivotements et oscillations longitudinales de l'arbre 9. Plus particulièrement dans l'exemple des figures 1 et 2, le palier extérieur est lui-même constitué de deux éléments de forme hémicirculaire respectivement 4 et 5, concentriques au palier 2 et réunis entre eux par les boulons 6 et 6'; le serrage des boulons permettant de maintenir et de bloquer en position le coussin annulaire 3 dans sa gorge réceptrice montée sur le palier 2. On comprend que le coussinet élastique 3, grâce notamment à la forme de sa gorge extérieure 11 coopérant avec la collerette intérieure des colliers de fixation 4 et 5, permet une oscillation de l'arbre selon l'angle a présenté à la figure 1, ceci dans tous les sens et en conservant une fixation sans jeu et sans usure possible, quelle que soit la composition du milieu ambiant dans lequel l'outil est utilisé. Le palier porteur conforme à l'invention, permet donc un autoalignement aussi bien au montage qu'en cours d'utilisation; il assure une étanchéité parfaite du fait de la possibilité d'utiliser des joints de haute performance; enfin il permet à l'arbre d'encaisser, par le coussinet élastique, des efforts et sollicitations tant radiaux qu'axiaux. Diverses formes de profils coussinets annulaires ainsi que de profils complémentaires respectivement de la paroi externe du palier intérieur, et de la paroi interne du palier extérieur, sont possibles ainsi qu'on l'a notamment représenté à la figure 3 qui montre une vue partielle desdits profils. Le coussinet annulaire est emmanché par une gorge circulaire sur une collerette de forme complémentaire prévue en position médiane sur le palier intérieur, tandis que la paroi externe du coussinet annulaire 3' est insérée dans la gorge en forme de U que conforme le palier extérieur 4'. REVENDlCATIONS 1 - Dispositif porteur pour un arbre associé à des outils de travail, l'arbre étant susceptible d'oscillation et appelé à subir des chocs, l'arbre étant associé à un moyeu, lui-même monté dans un palier, et le dispositif est caractérisé en ce que ledit palier est lui-même monté sur un support fixe par l'intermédiaire d'un coussin élastiquement déformable. 2 - Dispositif porteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin élastiquement déformable est constitué d'au moins un bloc en matériau élastomère, tel que le caoutchouc. 3 - Dispositif porteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le coussin déformable est constitué de deux éléments diamétralement opposés et situés de part et d'autre du palier. 4 - Dispositif porteur selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le coussin intermédiaire est emprisonné, étant bloqué par les seules forces de friction, entre un premier palier intérieur ou palier primaire et un logement extérieur formant palier secondaire concentrique au premier. 5 - Dispositif porteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que le palier primaire a une forme générale circulaire et il est emmanché dans le coussin élastiquement déformable formant anneau, lequel est lui-même prisonnier aans un logement formant palier extérieur de forme générale circulaire et concentrique au palier primaire. 6 - Dispositif porteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le palier extérieur ou secondaire est constitué de deux coquilles demi-cylindriques enfermant l'anneau élastomère lui-même emmanché sur le palier primaire. 7 - Dispositif porteur selon l'une des revendications 4,5 ou 6, caractérisé en ce que l'anneau élastomère, prisonnier entre le palier intérieur ou palier primaire et le palier extérieur ou palier secondaire, est maintenu en position par des inégalités de relief prévues radialement, respectivement sur le palier intérieur et sur le palier extérieur, ces inégalités de relief empêchant le déplacement longitudinal de l'anneau (parallèlement à l'axe de rotation de l'arbre). 8 - Dispositif porteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le palier intérieur récepteur du moyeu, associé à l'arbre, comporte sur sa paroi extérieure une gorge circulaire disposée sensiblement en position médiane et réceptrice de l'anneau élastomère,ainsi immobilisé sur ce palier primaire sans pouvoir se déplacer longitudinalement. 9 - Dispositif porteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'anneau est lui-même prisonnier du palier extérieur par une gorge disposée sur le pourtour extérieur de l'anneau, gorge dans laquelle s'engage une collerette intérieure du palier secondaire, empêchant toute translation longitudinale du palier secondaire par rapport à l'anneau. 10 - Dispositif porteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le palier intérieur ou primaire, comporte sur son pourtour une collerette pénétrant. dans un logement complémentaire disposé sur la face interne de l'anneau, lequel est emprisonné par son pourtour externe dans un logement formant gorge circulaire du palier secondaire.