Brevet FR2529286A1 — publié le 19831230

STRUCTURE DE JOINT La présente invention concerne une structure de joint pour deux éléments de machine disposés relativement l'un à l'autre, en particulier les bagues interne et externe d'un palier à roulement, se composant d'une bague de retenue avec des langues élastiques disposées sur son pourtour et pouvant être encliquetées, par pression axiale vers l'intérieur de la bague de retenue, dans une rainure annulaire dans l'alésage de la bague externe ou sur la surface d'enveloppe de la bague interne, en y étant latéralement maintenues solidement, et une rondelle d'étanchéité reliée à la bague de retenue formant l'étanchéité entre les bagues interne et externe, en une matière synthétique élastique compressible. Dans une structure de joint connue de la sorte indi- quée, une bague de retenue est prévue, qui présente sur son bord externe, des pattes élastiques pouvant s'encliqueter radialement dans la rainure annulaire Le centrage de la rondelle d'étanchéité reliée, lors du processus de moulage par injection, à la bague de retenue, est ainsi produit par les extrémités externes des pattes élastiques qui s'appuient dans la rainure annulaire Cette structure de joint présente un inconvénient important par le fait que les pattes élasti- ques, selon leurs différentes longueurs, flexions et tensions de ressort s'appuient irrégulièrement dans la rainure annu- laire et par conséquent, peuvent provoquer un gauchissement néfaste de la bague de retenue sur son pourtour De plus, le fond de la rainure annulaire, sur lequel s'appuient partiel- lement les pattes élastiques, doit être usiné très précisé- ment de façon que la rondelle d'étanchéité soit maintenue concentriquement entre la bague externe et la bague interne. La fabrication de la bague externe ou respectivement de la bague interne est considérablement coûteuse et longue. La présente invention a pour conséquent pour objet de créer une structure de joint permettant d'obtenir une position précisément centrée de la rondelle d'étanchéité liée à la bague de retenue, sans que soit nécessaire un usinage précis de la rainure annulaire correspondante dans la bague externe ou interne. 2 2529286 Selon l'invention la bague de retenue présente, sur son côté tourné a ialement vers l'extérieur, des langues élastiques et sur son côté axialement tourné vers l'inté- rieur, une pièce de centrage portant les pattes élastiques et s'appuyant radialement dans l'alésage de la bague externe ou respectivement sur la surface d'enveloppe de la bague interne, contigu vers l'intérieur de la rainure annulaire et la rondelle d'étanchéité possède un segment de fixation serré axialement entre la pièce de centrage et un épaulement de la bague externe ou respectivement de la bague interne, qui fait saillie, du côté interne, radialement sur l'alésage ou respectivement la surface d'enveloppe. Avec la structure selon l'invention, la bague de Zetenue est maintenue centrée par sa pièce de centrage dans 1 L'alésage rectifié de la bague externe ou respectivement sur la surface d'enveloppe de la bague interne La rondelle d'étanchéité reliée à cette bague de retenue est par consé- quent maintenue solidement sans excentration et peut ainsi glisser de façon étanche par son extrémité libre sur la bague 2 interne ou la bague externe ou bien former une fente étroite et concentrique d'étanchéité Ainsi, la rainure annulaire qui peut être produite par plongée au tour avant la trempe de la bague externe ou respectivement de la bague interne, n'a plus à être usinée ou façonnée (rectifiée) après la trempe. Pour l'incorporation de la bague de retenue reliée à la rondelle d'étanchéité dans la bague externe ou respective- ment sur la bague interne, on l'enfonce axialement vers l'in- térieur, jusqu'à ce que les pattes élastiques de la bague de retenue s'introduisent radialement dans la rainure annulaire 3 î, de la bague externe ou respectivement de la bague interne. Ainsi, la pièce de centrage de la bague de retenue est main- tenue solidement sur l'alésage de la bague externe ou respec- tivement sur la surface de l'enveloppe de la bague interne. Par ailleurs, le segment de fixation de la rondelle d'étan- chéité est serré élastiquement entre l'épaulement côté interne de la bague externe et respective ment de la bague interne Par suite de la force de ressort du segment de fixa- tion de la rondelle d'étanchéité, la bague de retenue est 3 252 ? 286 pressée axialement vers l'extérieur par les extrémités externes de ses pattes élastiques contre le bord limite externe de la rainure annulaire, et elle est axialement fixée. Par ailleurs, au moins quelques unes des pattes élas- tiques de la bague de retenue sont dirigées, avec leurs. extrémités libres, axialement vers l'extérieur en forme de cône et sont disposées dans la rainure annulaire de la bague interne ou externe en s'appuyant axialement vers l'extérieur. Dans ce cas, les pattes élastiques de la bague de retenue, lors de l'enfoncement de la bague de retenue axialement vers l'intérieur dans la bague externe ou bien sur la bague interne, sont d'abord pressées contre le bord extérieur de la rainure annulaire et sont ainsi repliées radialement par la rainure annulaire Lors de l'enfoncement ultérieur vers l'intérieur, les pattes élastiques arrivent finalement sur la rainure annulaire et s'introduisent automatiquement radiale- ment dans celle-ci. Par ailleurs, la rainure annulaire de la bague externe ou interne présente un fond de forme conique se raccordant de façon progressive à l'alésage de la bague externe ou respec- tivement la surface d'enveloppe de la bague interne, contigu vers l'extérieur On obtient ainsi l'avantage que la bague de retenue, lors de l'enfoncement axial vers l'intérieur, se fixe comparativement facilement par sa pièce de centrage sur son siège dans l'alésage de la bague externe ou respective- ment sur la surface d'enveloppe de la bague interne Par ailleurs, le segment de fixation de la rondelle d'étanchéité présente une surface frontale s'appuyant axia- lement sur l'épaulement côté interne de la bague externe ou respectivement interne, cette surface comportant un ou plusieurs évidements Cela a pour suite que le segment de fixation de la rondelle d'étanchéité est, en direction axiale, relativement mou et élastiquement flexible; ainsi, le segment restant de la rondelle d'étanchéité peut être formé relative ment rigide de façon à ne pas se gauchir sur montage et à l'enfoncement de la bague de retenue. Par ailleurs, les évidements sont formés par des 4 2529286 rainures radiales disposées régulièrement sur le pourtour de la surface frontale du segment de fixation de la rondelle d'étanchéité ou bien ces évidements sont formés par une ou plusieurs rainures continues sur la surface frontale du segment de fixation de la rondelle d'étanchéité. Par ailleurs, la pièce de centrage de la bague de retenue présente, sur son extrémité axialement interne, un segment de bride en une pièce et s'éloignant radialement de- la rainure annulaire Cela donne un raidissement particuliè- rement important de la rondelle d'étanchéité par la bague de retenue. Par ailleurs, la pièce de centrage de la bague de retenue présente, à son extrémité axialement externe, des langues de raidissement disposées entre les pattes élastiques sur le pourtour, et qui sont tournées de manière à s'éloigner radialement de la rainure annulaire, en étant reliées solide- ment à la rondelle d'étanchéité On obtient-ainsi un raidis- sement supplémentaire de la rondelle d'étanchéité et de plus, une protection de la rondelle d'étanchéité vis-à-vis des chocs, par exemple lors de l'enfoncement axial vers l'inté- rieur de la bague de retenue. La bague de retenue peut être formée totalement d'un matériau en bande, par exemple une bande d'acier à ressort. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre d'exemples de réalisation donnés à titre indicatif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 montre une vue en coupe longitudinale partielle faite à travers une structure de joint qui est disposée sur un côté d'un palier à roulement; La figure 2 est une vue en direction de la flèche A de la bague de retenue reliée à une rondelle d'étanchéité, selon la figure 1, cependant à l'état démonté; - La figure 3 est une vue en direction de la flèche B de la bague de retenue reliée à une rondelle d'étanchéité, que l'on peut voir sur la figure 2; et La figure 4 est une vue en coupe longitudinale 2529286 partielle à travers une structure modifiée de joint. Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne une bague interne et le chiffre 2 désigne une bague externe d'une structure de palier à roulement Les bagues interne et exter- ne 1, 2 sont les parties rotatives l'une par rapport à l'autre d'un palier à roulement Ce palier à roulement possè- de dans le cas présent, deux rangées de billes 3, qui roulent d'une façon connue, dans des voies en forme de gorges, entre la bague interne 1 et la bague externe 2. La bague interne 1 présente, sur l'un de ses côtés externes, une bride de fixation 4, qui est pourvue de trous de fixation 5 axialement traversants, qui sont répartis sur son pourtour Le palier à roulement peut ainsi être utilisé en tant qu'unité de roulement de roue o une jante de roue (non représentée) peut être fixée, sur la bague interne rota- tive 1, au moyen de vis ou analogues (non représentées) qui traversent les trous de fixation 5 La bague externe station- naire correspondante 2 peut être fixée au châssis (non représenté) du véhicule. Pour l'étanchéité de l'espace des corps roulants 3, on prévoit entre la bague interne 1 et la bague externe 2, une bague de retenue 6 et une rondelle d'étanchéité 7 La rondelle d'étanchéité 7 est fabriquée en une matière synthé- tique élastiquement compressible, et est reliée solidement à la bague de retenue 6 lors du processus de moulage par injec- tion. La bague de retenue 6 présente, sur son extrémité tournée axialement vers l'extérieur, plusieurs pattes élas- tiques 8 et 8 a qui sont réparties sur son pourtour (flgures 2 et 3) Les extrémités libres des pattes élastiques 8 sont dirigées vers l'extérieur de façon conique et sont disposées élastiquement dans une rainure annulaire 9 qui est usinée dans la surface cylindrique 10 de l'alésage de la bague externe 2 Les pattes élastiques 8 a disposées à chaque fois entre deux langues élastiques coniques 8 sont également tournées axialement vers l'extérieur mais sont cependant de forme cylindrique La rainure annulaire 9 de la bague externe 2 a un fond de forme conique qui se raccorde sans fraction à la surface d'alésage 10 cont Jguf vers l'intérieur Dans cette rainure annulaire 9 s'appuient axialement vers l'extérieur les extréeîtéz libe des pattes élastiques coniques 8. Sur: son côté tourné axialc:ment vers l'intérieur, la bague de retenue 6 a une pièce de centrage 11 cylindrique qui est reliée en une pièce avec les pattes élastiques 8 et 8 a. Cette pièce de centrage Il s'appuie radialement sur la surface cylindrique de l'alésage 10 qui est contiguë vers l'intérieur la rainure annulaire 9 La bague de retenue 6 est par ailleurs fabriquée par formage en un matériau en bande métallique Elle présente un segment de bride forme à l'extrémité interne de sa pièce de centrage 11 d'une seule pièce avec cette dernière, et s'éloignant radialement de la rainure annulaire 9. 1 Sur son extrémité radialement interne, la rondelle d'étanchéité 7 a deux lèvres d'étanchéité 13 glissant sur la bague interne 1 Sur son extrémité radialement externe, la rondelle d'étanchéité 7 possède un segment de fixation 14 qui est serré axialement, avec une tension préalable, entre la 2 = pièce de centrage 11 et un épaulement côté interne 15 de la bague externe 2 faisant saillie radialement vers l'intérieur au-dessus de la surface 10 de l'alésage Ce segment de fixation 14 presse, par sa propre élasticité, les extrémités des pattes élastiques 8 contre la paroi externe limite 16 de la rainure 9. Le segment de fixation 14 de la rondelle d'étanchéité 7 présente une surface frontale côté interne, qui s'appuie axialement sur l'épaulement côté interne de la bague externe 2 et qui est pourvue de plusieurs évidements répartis régu- lièrement sur son pourtour Dans le cas présent, les évide- ments sont formés de rainures radiales 17 usinées dans cette surface frontale. Au montage de la bague de retenue 6 avec la rondelle d'étanchéité 7, la bague est enfoncée axialement vers l'inté- rieur dans l'alésage de la bague externe 2 Ainsi, les pattes d'arrêt 8 de la bague de retenue 6 viennent s'appuyer sur le bord extérieur de la rainure annulaire 9 et se courbent élastiquement radialement vers l'intérieur Lors de l'enfon- 7 2 q 529286 cement ultérieur de la bague de retenue 6 dans la bague externe 2, le segment de fixation 14 de la rondelle d'étanchéité 7 se trouve élastiquement comprimé entre l'épau- lement 15 et le segment de bride 12 En-même temps, les pattes élastiques coniques 8 de la bague de retenue 6 viennent s'encliqueter dans la rainure annulaire 9 de la bague externe 2 Enfin, la force d'enfoncement axiale est supprimée, donc les extrémités des pattes élastiques coniques 8 sont pressées, par le segment élastique de fixation 14, axialement vers l'extérieur contre la paroi limite 16 de la rainure annulaire 9. La figure 4 montre une structure modifiée de joint qui forme l'étanchéité, exactement comme on l'a décrit pour l'exemple de réalisation qui précède, de l'espace entre une bague externe 2 et une bague interne 1 qui lui est disposée concentrique Dans ce cas également, la bague de retenue 6 a, sur son côté tourné axialement vers l'extérieur, des pattes élastiques 8 coniques dirigées axialement vers l'extérieur et sur son côté tourné axialement vers l'intérieur, une pièce de centrage 11 portant les pattes élastiques 8 La rondelle d'étanchéité 7 possède un segment de fixation 14 fabriqué en une matière synthétique élastiquement compressible Avec cette structure modifiée d'étanchéité, la rainure annulaire 9 est usinée dans la surface d'enveloppe cylindrique 18 de la bague interne 1 Le segment de fixation 14 est bloqué axiale- ment, par serrage entre la pièce de centrage 11 et un épaule- ment côté interne 19 de la bague interne 1, faisant saillie axialement vers l'extérieur au-dessus de la surface d'enve- loppe 18. La pièce de centrage 11 de la bague de retenue 6 s'appuie sur la surface d'enveloppe 18 de la bague interne 1, qui est contiguë côté interne de la rainure annulaire 9 de la bague interne 1. Le segment de fixation 14 de la rondelle d'étanchéité 7 possède une surface frontale 20 s'appuyant axialement sur l'épaulement 19 côté interne de la bague interne 1 Cette surface frontale 20 a un évidement qui dans ce cas, a la forme d'une rainure profonde 21 concentrique Lors l'enfonce- 8 2529286 ment axial vers l'intérieur de la bague de retenue 6 sur la bague interne 1, la matière synthétique du segment de fixation 14 se comprime élastiquement Ainsi, la matière synthétique du segment de fixation 14 se trouve pressée partiellement dans la rainure 21. A son extrémité radialement externe, la rondelle d'étanchéité 7 possède deux lèvres d'étanchéité 22 glissant dans l'alésage de la bague externe 2 Par ailleurs, la rondelle d'étanchéité 7 est fabriquée par moulage par injec- tion et est reliée solidement, en une unité non détachable, avec la bague de retenue 6. La pièce de centrage 11 de la bague de retenue 6 présente, à son extrémité axialement externe, des langues de raidissement 23 qui sont disposées chacune entre deux pattes élastiques coniques voisines 8 de la bague de retenue 6, sur son pourtour Ces langues de raidissement 23 sont- reliées en une pièce avec la bague de retenue 6 Elles sont dirigées de la rainure annulaire 9 de la bague interne 1 radialement vers l'extérieur et sont partiellement enrobées par la rondelle d'étanchéité 7 dans le processus de moulage par injection, et ainsi sont solidement reliées à celle-ci. Lors du montage de la bague de retenue 6 avec la rondelle d'étanchéité 7, la bague de retenue 6 est pressée, comme dans la structure de joint précédemment décrite, axialement vers l'intérieur sur la bague interne 1 Ainsi, le segment de fixation 14 de la rondelle d'étanchéité 7 vient en appui rigidement sur l'épaulement côté interne 19 de la bague interne 1 et les pattes élastiques coniques 8 viennent auto- matiquement s'encliqueter radialement vers l'intérieur dans la rainure annulaire 9, donc la bague de retenue 6 avec sa rondelle d'étanchéité 7 est maintenue solidement en direc- tions axiale et radiale sur la bague interne 1. Dans le cadre de la présente invention, la construc- tion de la structure de joint peut être modifiée Par exemple, la bague de retenue peut présenter, à son extrémité axialement interne, un segment de bride en une pièce, et s'éloignant radialement de la rainure annulaire et de plus, sur son extrémité axialement externe, des langues de raidis- 9 2529286 sement tournées radialement vers l'extérieur et qui y sont reliées d'une seule pièce La rainure annulaire peut être usinée relativement grossièrement et présenter une section transversale quelconque, adaptée à la forme des pattes élastiques de la bague de retenue devant s'y introduire La rondelle d'étanchéité peut également avoir la forme d'un élément d'étanchéité à interstice afin de former avec la surface à rendre étanche de la bague interne ou respective- ment de la bague externe, une fente radiale et/ou axiale. 2529286 REVENDICATIONS 1 Structure de joint pour deux éléments de machine disposés concentriquement l'un à l'autre et rotatifs l'un par rapport à l'autre, en particulier pour les bagues interne et externe d'un palier à roulement, se composant d'une bague de retenue avec des pattes élastiques disposées sur son pourtour, pouvant s'encliqueter par pression axiale vers l'intérieur de la bague de retenue, dans une rainure annu- laire dans l'alésage de la bague externe ou dans la surface d'enveloppe de la bague interne, et qui sont maintenues laté- ralement solidement, et une rondelle d'étanchéité reliée à la bague de retenue, et formant l'étanchéité entre la bague interne et la bague externe, en une matière synthétique élas- tiquemeent compressible, caractérisée en ce que la bague de retenue ( 6) présente, sur son côté tourné axialement vers l'extérieur, les pattes élastiques ( 8) et son côté tourné a.xialement vercs l'intérieur, une pièce de centrage ( 11) portant les pattes élastiques ( 8) et s'appuyant radialement dans l'alésage ( 10) de la bague externe ou respectivement sur 2 i la surface d'enveloppe ( 18) de la bague interne, contigu du côté interne de la rainure annulaire ( 9) et en ce que la rondelle d'étanchéité ( 7) possède un segment de fixation serré axialement entre la pièce de centrage ( 11) et un épau- lement, coté interne ( 15, 19), de la bague externe ou interne 2 '5 ( 1, 2), faisant saillie radialement au-dessus de l'alésage ou respectivement la surface d'enveloppe ( 10, 18). 2 Structure de joint selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins quelques unes des pattes élastiques ( 8) de la bague de retenue ( 6) sont dirigées axialement vers l'extérieur de façon conique par leurs extré- mités libres et sont disposées en s'a-pnuyentaxialement vers l'extérieur, dans la rainure annulaire ( 9) de laâ 4 ba M_ externe ou respectivement interne ( 1, 2). 3 Structure de joint selon la revendication 2, caractérisée en ce que la rainure annulaire ( 9) de la bague externe ou respectivement interne ( 1, 2) présente un fond conique se raccordant progressivement à l'alésage ou la surface d'enveloppe ( 10, 18) de la bague externe ou interne 11 2529286 ( 1, 2), contigu vers l'intérieur. 4 Structure de joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le segment de fixation ( 14) de la rondelle d'étanchéité ( 7) présente une surface frontale s'appuyant axialement sur l'épaulement côté interne ( 15, 19) de la bague externe ou respectivement inter- ne ( 1, 2), et comportant un ou plusieurs évidements ( 17, 21). Structure de joint selon la revendication 4, caractérisée en ce que les évidements sont formés par des rainures radiales ( 17) disposées régulièrement sur le pour- tour sur la surface frontale du segment de fixation ( 14) de la rondelle d'étanchéité ( 7). 6 Structure de joint selon la revendication 4, caractérisée en ce que les évidements sont formés par une ou plusieurs rainures continues ( 21) sur la surface frontale du segment de fixation ( 14) de la rondelle d'étanchéité ( 7). 7 Structure de joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce de centrage ( 11) de la bague de retenue ( 6) présente, à son extrémité axialement interne, un segment de bride ( 12) s'éloignant radialement de la rainure annulaire ( 9). 8 Structure de joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce de centrage ( 11) de la bague de retenue ( 6) présente, à son extrémité axialement externe, des langues de raidissement en une pièce et disposées sur le pourtour, entre les pattes élastiques ( 8), en s'éloignant radialement de la rainure ( 9), lesdites langues de raidissement ( 23) étant solidement reliées à la rondelle d'étanchéité ( 7). 9 Structure de joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague de retenue ( 6) est fabriquée en un matériau en bande, par exemple une bande d'acier à ressort.