Brevet FR2474249A1 — publié le 19810724

L'invention concerne une bague de butée pour limiter la mobilité axiale du rotor d'un moteur, en particulier d'un petit moteur, formée d'un cylindre creux en caoutchouc et d'un anneau en acier trempé qui est encastré dans la face frontale de ce cylindre et pré- sente une face de butée radiale. A des bagues de butée de ce type se réfère le prospectus Ringsdorff-MK-Sintermetall-Lager, 1977, de Ringsdorff-Werke GmbH, 5300 Bonn-Bad Godesberg. Les bagues dont il est question dans ce prospectus sont formées d'un cylindre creux en caoutchouc pourvu d'un évidement circonférentiel s'ouvrant angulairement vers l'inté- rieur et dans lequel est collé l'anneau ou rondelle de butée propre- ment dit en acier trempé. Le diamètre intérieur de cet anneau est légèrement plus grand que le diamètre extérieur de l'arbre et le diamètre intérieur du cylindre creux est légèrement plus petit que le diamètre de l'arbre. La fixation de l'anneau par rapport à l'arbre résulte de l'élargissement élastique du cylindre au montage. Cet élar- gissement élastique risque cependant d'avoir un effet nuisible sur l'assemblage collé des deux parties de la bague et de compromettre la fiabilité ultérieure de celle-ci. L'invention vise à perfectionner une bague de butée de ce type de manière que, d'une part, elle puisse être fabriquée de façon simple et économique, d'autre part, elle remplisse sa fonction avec une grande sûreté. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le cylindre et l'anneau sont assemblés par vulcanisation et le cylin- dre possède une avancée située radialement à l'intérieur de l'anneau et s'étendant jusqu'à la face de butée de celui-ci. La résistance de la liaison entre les deux parties de la bague peut encore être améliorée par une couche d'adhésif entre les surfaces de contact. Il est préférable d'utiliser pour cela une résine époxy et d'appliquer la couche d'adhésif, avant le processus de vulcanisation, au moins sur la face arrière et sur le chant radia- lement intérieur de l'anneau. Pour fabriquer une bague selon l'invention, on place l'anneau dans un moule de vulcanisation, o la position concentrique de l'anneau est assurée par des saillies prévues dans le moule et associées à la paroi latérale extérieure de l'empreinte de moulage, on introduit dans cette empreinte, autour de l'anneau, par injection ou pressage, un élastomère destiné à former le cylindre creux et on produit la vulcanisation de cet élastomère, sa fixation sur l'anneau et sa mise en forme précise. Une reprise n'est donc pas nécessaire après refroidissement, la bague sortant du moule pouvant être montée telle quelle. Comme dans l'état de la technique, le facteur déterminant pour lafixation de la bague est l'adaptation du diamètre intérieur du cylindre au diamètre de l'arbre sur lequel la bague doit être montée. Il y a cependant une différence essentielle car la zone d'appui proprement dite de la bague sur l'arbre est déplacée sur l'avancée dans le cas d'une bague selon l'invention. Après montage de la bague, l'avancée est appuyée radialement vers l'intérieur sur l'arbre et radialement vers l'extérieur sur le chant intérieur de l'anneau. De ce fait, des phénomènes de relaxation de l'élastomère ne peuvent pas avoir d'effets nuisibles, même après une longue durée de service, et une fixation particulièrement bonne de l'anneau est assurée. La surface de contact entre l'anneau et le cylindre est largement exempte de précontraintes mécaniques et un détachement n'est donc pas davantage à craindre dans cette zone, même après un service prolongé. La sûreté globale de la bague en service a ainsi pu être accrue considérablement. - Il est avantageux, surtout lorsque la bague est relati- vement petite, de réaliser l'avancée du cylindre creux comme un bourrelet circonférentiel, pour lequel un profil rectangulaire en coupe axiale est généralement préféré. Des profils semi-circulaires sur le côté radialement intérieur sont toutefois possibles aussi et s'avèrent d'ailleurs avantageux au cas o la partie de cylindre se trouvant axialement derrière l'anneau possède un profil autre que rectangulaire dans le but d'améliorer l'élasticité dans le sens axial. La fixation de l'anneau est alors assurée uniquement par la partie de cylindre située radialement à l'intérieur de l'anneau, c'est-à-dire par l'avancée, le reste du cylindre pouvant éventuelle- ment avoir un diamètre intérieur plus grand que le diamètre de l'arbre étanché. Dans cette zone, le cylindre peut avoir un profil semblable à celui d'une membrane, formant un renflement dirigé radialement vers l'extérieur et entourant une cavité intérieure ressemblant à une sphère. Il est possible aussi, selon d'autres modes de réalisa- tion de l'invention, de donner à cette partie de cylindre en dehors de l'avancée la forme d'un soufflet et de la renforcer le cas échéant par des renforts élastiques supplémentaires en métal, tels que des ressorts à boudin en anneau ou des rondelles-ressorts. Ces renforts peuvent être mis en place séparément ou être incorporés dans la bague à la vulcanisation. Un perfectionnement avantageux prévoit que l'avancée est partagée par des entailles uniformément réparties circonféren- tiellement en segments orientés parallèlement à l'axe de rotation. Une telle exécution est avantageuse surtout quand il s'agit de bagues de butée pour arbres de diamètre relativement gros, de plus de 15 mm par exemple. Le montage est ainsi plus facile. Les segments peuvent, en principe,avoir toute largeur désirée mais il est préférable qu'elle ne dépasse pas le triple de l'épaisseur radiale. Les segments peuvent être arrondis du côté intérieur, tourné vers l'arbre. Le nombre des segments uniformément répartis dans le sens circonférentiel peut être choisi librement mais il est préfé- rable qu'il soit divisible par trois parce que la bague est ainsi montée toujours à symétrie de révolution par rapport à l'arbre. Pour obtenir la fixation sûre recherchée de l'anneau par rapport à l'arbre, il importe que le rapport entre la longueur axiale et l'épaisseur radiale de l'avancée soit compris entre 1:0,9 et 1:1,5. L'épaisseur radiale de l'avancée doit être comprise entre 0,03 et 0,05 fois le diamètre intérieur du cylindre, avec une valeur minimale de 0,2 mm. Pour ce qui concerne la détermination de cette épaisseur, on peut considérer que le diamètre intérieur du cylindre est égal au diamètre de l'arbre. La stabilité de la fixation est excellente pour tous les diamètres d'arbre existants si les plages indiquées ci-dessus sont respectées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description sui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: 2474249. la figure 1 est une demi-coupe axiale d'une bague de butée selon l'invention, possédant un profil rectangulaire et com- prenant un anneau de butée encastré à la vulcanisation dans l'une des faces de la bague; et la figure 2 est une vue analogue d'une bague de butée selon l'invention comprenant deux anneaux de butée, encastrés chacun à la vulcanisation dans les deux faces d'extrémité de la bague, le cylindre creux en élastomère formant le corps de la bague de butée présentant des évidements circonférentiels radialement à l'extérieur et à l'intérieur pour améliorer l'élasticité dans le sens axial. La bague de butée représentée sur la figure 1 possède un corps formé d'un cylindre creux 2 en élastomère, de préférence en caoutchouc. Ce corps est fixé directement par vulcanisation à l'anneau de butée 1, lequel présente une surface de butée radiale 5. La fixa- tion sur l'arbre non représenté est assurée surtout dans la région de l'avancée 4, o, après le montage, l'élastomère est comprimé entre le chant intérieur de l'anneau 1 et la surface extérieure de l'arbre. Si l'avancée 4 s'étend de façon continue sur tout le pourtour, il suffit que le diamètre intérieur 3 du cylindre 2 soit légèrement plus petit que le diamètre de l'arbre correspondant. Par contre, si l'avan- cée 4 est partagée en un certain nombre de segments par des entailles axiales, il faut que la différence entre le diamètre intérieur du cylindre et le diamètre de l'arbre dans le sens indiqué soit plus grande. *La figure 2 représente une bague de butée dans chacune des faces opposées de laquelle est encastré à la vulcanisation un anneau de butée 1. Le corps 2 en élastomère en forme de cylindre creux possède un profil qui est affaibli dans la zone comprise entre les deux anneaux par deux gorges circonférentielles, une dans la paroi latérale extérieure et l'autre dans la paroi latérale intérieure, ce qui donne à ce profil une forme en X. Les remarques faites relati- vement à l'exemple de la figure 1 sont également valables dans ce cas pour ce qui concerne la fixation sur-l'arbre. La forme rétrécie du profil en coupe longitudinale confère une bien meilleure élasticité à la bague dans le sens axial. 2474249; R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Bague de butée pour limiter la mobilité axiale du rotor d'un moteur, en particulier d'un petit moteur, formée d'un cylindre creux en caoutchouc et d'un anneau en acier trempé qui est encastré dans la face frontale de ce cylindre et présente une face de butée radiale, caractérisée en ce que le cylindre (2) et l'anneau (1) sont assemblés par vulcanisation et en ce que le cylindre possède une avancée (4) située radialement à l'intérieur de l'anneau et s'étendant jusqu'à la face de butée (5) de celui-ci. 2. Bague selon la revendication 1, caractériséeen ce que l'avancée (4) est réalisée comme un bourrelet circonférentiel. 3. Bague selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'avancée (4) est partagée par des entailles uniformément répar- ties circonférentiellement en segments parallèles à l'axe de rotation. 4. Bague selon la revendication 3, caractériséeen ce que le nombre de segments est divisible par trois. 5. Bague selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'épaisseur radiale de l'avancée (4) est com- prise entre 0,03 et 0,05 fois le diamètre intérieur du cylindre, avec une valeur minimale de 0,2 mm. 6. Bague selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le rapport entre la longueur axiale et l'épais- seur radiale de l'avancée (4) est compris entre 1:0,9 et 1:1,5.