Brevet FR2526893A1 — publié le 19831118

Ensemble coussinet-tourillon et son dispositif d'étanchéité L'invention concerne des ensembles coussinettourillon et leur dispositif d'étanchéité et, plus par ticulièrement,de tels ensembles mis en oeuvre dans des blocs coussinet-tourillon de cardans. Le coussinet est une pince cylindrique creuse placée dans un support et qui guide une extrémité du tourillon d'un arbre. Afin de faciliter la rotation du tourillon, l'extrémité cylindrique de ce dernier n'est pas en contact direct avec la surface cylindrique interne du coussinet mais coopère avec des éléments tournants, tels qAe des aiguilles, des rouleaux ou des billes, qui sont disposés adjacents à la surface cylindrique interne du coussinet, l'axe des aiguilles, rouleaux ou billes étant paral lèle à la génératrice de ladite surface cylindrique interne. Le maintien en position des éléments tournants peut être obtenu par différents moyens consistant par exemple en une portée disposée à la périphérie du tourillon ou encore en une cale en forme de bague qui est sur le bord cylindrique du coussinet. La portée du tourillon ou la cale est habituellement réalisée en un matériau métallique de sorte que le frottement eventuel des éléments tournants sur la portée ou la cale est du type métal-métal, ce qui donne un coefficient de frottement de valeur élevée et conduit à une usure rapide des pièces en contact. I1 est à noter, en outre, que la portée maintenant les éléments tournants doit être usinée de manière précise. Les différents éléments qui sont en contact et en mouvement les uns par rapport aux autres sont lubrifiés de manière connue et doivent être isolés de l'environne- ment extérieur pour éviter que le lubrifiant ne s'écoule vers l'extérieur ou que les poussières et l'eau ne pénètrent entre les éléments en mouvement car cela conduirait à un grippage et à une détérioration de l'ensemble coussinet-tourillon. A cet effet, les coussinets comportent des dispositifs d'étanchéité qui sont habituellement constitués d'une bague en matériau souple coopérant avec le coussinet, le tourillon et le dispositif de maintien des éléments tournants. Ces bagues, en caoutchouc par exemple, frottent contre des surfaces métalliques et s'usent plus ou moins rapidement, il en résulte alors une moins bonne étanchéité. Le but de la présente invention est donc de réaliser un ensemble coussinet-tourillon et son dispositif d'étanchéité qui ne présentent pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'objet de la présente invention est un ensemble coussinet-tourillon qui comprend un coussinet constitué d'une pièce cylindrique creuse, un tourillon d'arbre dont l'extrémité vient s'appuyer sur le fond de la pièce cylindrique creuse, des éléments tournants tels que des aiguilles ou rouleaux disposés entre l'extrémité du tourillon et la paroi interne du coussinet, une bague de maintien des éléments tournants, dont la partie périphérique externe s'engage dans une gorge de la paroi externe du coussinet et dont la partie périphérique interne en forme de talon s'engaye à l'intérieur du coussinet et autour du tourillon, un joint à lèvre disposé sur le tourillon est maintenu en place par une portée, la lèvre du joint étant en contact avec la bague de maintien. Selon la présente invention, la bague de maintien est réalisée de préférence en un matériau synthétique, tel qu'un polyamide, présentant des qualités de souplesse, de faible coefficient de frottement, de résistance aux lubrifiants et à l'abrasion et de stabilité dimensionnelle et thermique. Selon la présente invention, le joint à lèvre est réalisé de préférence en un matériau de grande souplesse tel que du caoutchouc. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation à l'aide de dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue, partie en coupe, d'un ensemble coussinet-tourillon présentant des caractéristiques de la présente invention; et la figure 2 est une vue en coupe agrandie d'une partie de la figure 1. La figure 1 est une vue, partie en coupe, d'un ensemble coussinet-tourillon 10 qui comprend principalement de manière connue un coussinet 11 qui se présente sous la forme d'une pièce cylindrique creuse comportant un fond 12 et une paroi cylindrique 13, un tourillon d'arbre 14 dont l'extrémité 15 prend appui sur le fond 12 et des aiguilles 16 disposées entre le tourillon 14 et la surface interne 17 de la paroi 13. Cet ensemble est complété par une bague de maintien 18 et un joint à lèvre 19 qui seront décrits plus en détail en relation avec la figure 2 qui est une vue en coupe agrandie de la partie encerclée de la figure 1. Sur cette figure 2, la bague de maintien 18 comprend une partie périphérique externe 20 qui comporte un rebord interne 21 s'engageant dans une gorge 22 de la surface externe 23 de la paroi 13 du coussinet, une partie périphérique interne 24 en forme de talon qui s'engage à l'intérieur du coussinet 11 pour venir en contact avec les éléments tournants 16 sur la partie plate 25 du talon, avec la surface interne 17 du coussinet et avec le tourillon 14, et une partie centrale 26 de liaison entre les parties périphériques 20 et 24. La bague de maintien 18 est en un matériau synthétique, un polyamide par exemple, qui doit présenter des qualités de souplesse pour permettre son engagement dans la gorge de la paroi du coussinet, de stabilité dimensionnelle et thermique pour obtenir une bonne tenue mécanique et de résistance au frottement, à l'abrasion et aux attaques chimiques des lubrifiants pour éviter une détérioration rapide au cours du temps. Une telle bague de maintien offre divers avantages par rapport aux agencements de l'art antérieur. C'est ainsi que sa fonction de maintien des éléments tournants contribue d'une part, à diminuer les frottements par suite du matériau utilisé pour la bague et, d'autre part, à augmenter les tolérances de fabrication car il n'est plus nécessaire de prévoir une portee de maintien sur le tourillon à une position très précise et/ou de dresser la surface 31 du coussinet pour y appliquer une bague métallique de maintien. I1 est à noter, en outre, que le contact entre le tourillon et le talon de la bague de maintien est suffisamment lâche pour permettre l'évacuation du lubrifiant usagé lors d'une opération de graissage par des moyens connus mais non représentés sur les figures. Le joint à lèvre 19 comprend un corps cylindrique 27 dont la surface interne est en contact avec la surface externe du tourillon et une lèvre souple 28 dont l'extrémité 29 vient en contact avec la partie centrale 26 de la bague de maintien 18. Le joint est maintenu en place sur le tourillon par une portée ou butée 30 sur laquelle repose la partie cylindrique du corps cylindrique 27. Le joint à lèvre 19 est en matériau de grande souplesse, du caoutchouc par exemple, de manière à présenter une grande tolérance de montage et à pouvoir être mis en place contre la partie butée 30 par coulissement. Cette souplesse contribue à maintenir la lèvre 28 contre la bague de maintien lors de la rotation du tourillon tout en permettant l'évacuation du lubrifiant usagé lors d'une opération de graissage de l'ensemble coussinet-éléments tournants-tourillon par des moyens connus mais non représentés sur les figures. I1 est à noter que l'étanchéité d'un tel joint à lèvre s'accroît avec l'augmentation de la vitesse ae rotation du cardan dans lequel l'ensemble coussinet-tourillon décrit ci-dessus est monté. Les dimensions de la bague de maintien et du joint à lèvre dépendent évidemment de celles du coussinet et du tourillon et leur détermination est à la portée de l'homme de l'art. La présente invention a été décrite en relation avec un exemple particulier de réalisation et dans son application à un cardan à croisillon mais il est clair qu'elle peut être mise en oeuvre dans d'autres applications. REVENDICATIONS 1. Ensemble coussinet-tourillon comprenant un coussinet (11) constitué d'une pièce cylindrique creuse, un tourillon d'arbre (14) dont l'extrémité (15) vient s'appuyer sur le fond (12) de la pièce cylindrique creuse, des éléments tournants (16) disposés entre la paroi interne (17) du coussinet (11) et le tourillon (14), caractérisé en ce qu'il comporte une bague de maintien (18? des éléments tournants (16) dont la partie périphérique externe (20) s'engage dans une gorge (21) de la paroi externe du coussinet (11) et dont la partie périphérique interne (24) en forme de talon s'engage à l'intérieur du coussinet pour venir en contact avec les éléments tournants (16), le tourillon (14) et la paroi interne (17) du coussinet. 2. Ensemble coussinet-tourillon selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un joint à lèvre (19) disposé sur le tourillon (14) et maintenu en place par une portée ou butée (30), l'extrémité (29) de la lèvre (28) du joint étant en contact avec la partie centrale (26) de la bague de maintien (18). 3. Ensemble coussinet-tourillon selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de maintien est réalisée en un matériau synthétique tel qu'un polyamide. 4. Ensemble coussinet-tourillon selon l'une quelconque des revendications précédentes 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le joint à lèvre est réalisé en un matériau souple tel que du caoutchouc.