Brevet FR2541530A1 — publié le 19840824

VALEO 233 Dispositif de positionnement et de rattrapage de jupu un arbre de moteur électrique. L'invention concerne un dispositif de positionnement et de rattrapage de jeu pour un arbre de moteur électrique, qui est guidé dans des paliers de la cage du moteur. L'arbre d'un moteur électrique est, en général, supporté et guidé, aux extrémités de la cage du moteur, dans deux paliers à rotule portés par la cage et dans l'un desquels l'arbre est libre en translation, tandis qu'il est immobi- lisé en translation par rapport à l'autre palier au moyen de deux butées élastiques, afin de réduire les jeux et les vibrations quand le moteur électrique fonctionne. On a déjà proposé de constituer ces butées élastiques par des rondelles auto-bloquantes enfilées sur l'arbre de part et d'autre de la rotule, et par des rondelles en matière à faible coefficient de frottement interposées entre les rondelles auto-bloquantes et la rotule De façon connue, les rondelles auto-bloquantes comprennent un anneau périphé- rique présentant des griffes ou des pattes orientées radia- lement vers l'intérieur, légèrement en oblique par rapport au plan de l'anneau, de façon à serrer la surface périphé- rique de l'arbre du moteur On a constaté toutefois que ces rondelles, lorsqu'elles sont poussées en butée sur les rondelles de friction appuyées sur la rotule, ont tendance à s'incliner par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre et n'exercent alors pas une poussée uni- formément répartie sur les rondelles, d'o il résulte des vibrations longitudinales de l'arbre et de l'induit par rapport à la cage du moteur. On a également proposé de constituer ces butées par des anneaux plats ou circlips, rendus solidairess de l'arbre en translation et en rotation par engagement dans des gorges de l'arbre formées de part et d'autre de la rotule. Des rondelles de caoutchouc ou de matière analogue sont interposées avec des rondelles de friction entre ces anneaux plats et la rotule. Toutefois, la dispersion des cotes résultant de la fabrica- tion en série des arbres des moteurs et des diverses ron- delles est telle qu'on obtient dans certains cas un posi- tionnement correct de l'arbre par rapport à la rotule, dans d'autre cas un jeu entre la rondelle et les butées portées par l'arbre, ce qui est la source de vibrations et de bruits, et, dans d'autres cas, un montage trop serré des butées sur la rotule, ce qui est la source d'un échauffement, d'une usure rapide des rondelles de friction et d'une dimi- nution des performances et du rendement du moteur électrique. L'invention a essentiellement pour but d'éviter ces divers inconvénients. Elle propose à cet effet un dispositif de positionnement et de rattrapage de jeu pour un arbre de moteur électrique guidé dans un palier à rotule porté par la cage du moteur, ce dispositif comprenant deux anneaux plats ou circlips solidai- res de l'arbre de part et d'autre de la rotule et des ron- delles ou bagues d'amortissement et de frottement interposées entre les anneaux plats et la rotule, caractérisé en ce qu'au moins une rondelle métallique, montée libre en trans- lation sur l'arbre, est interposée entre un anneau plat précité et une bague d'amortissement en caoutchouc ou matière analogue et comporte, sur sa face en contact avec ladite bague, des saillies orientées axialement et propres à pénétrer plus ou moins dans la matière de la bague. Ainsi, grâce aux saillies de la rondelle métallique qui pénètrent plus ou moins dans la bague d'amortissement en caoutchouc ou en matière analogue, les dispersions de cotes résultant d'une fabrication en série de ces divers éléments sont compensées et l'arbre est positionné correctement par rapport à la rotule du palier,sans jeu et sans serrage excessif. Selon une autre caractéristique de l'invention, la rondelle métallique précitée présente, à sa périphérie, un rebord cylindrique dans lequel est engagée partiellement ladite bague d'amortissement. On évite ainsi, quand cette bague est comprimée axialement, une déformation radiale de la bague vers l'extérieur, qui nuirait au rattrapage des jeux. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, cette rondelle métallique est rendue solidaire en rotation dudit anneau plat ou circlips, au moyen d'un ergot engagé dans une fente ou encoche de cet anneau plat. De cette façon, lorsque l'arbre est entrainé en rotation, le circlips ou anneau plat entraîne en rotation ladite rondelle métallique ainsi que la bague d'amortissement et la rondelle de friction qui est appliquée sur la rotule, de sorte que le seul frottement occasionné par cette rotation est celui de la rondelle de friction sur la rotule, qui est très faible en raison des propriétés de la matière consti- tuant la rondelle de friction. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se 2 C 41530 réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale partielle, d'un moteur électrique dont l'arbre est pourvu d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue de face, à plus grande échelle, d'une rondelle métallique selon l'invention; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe selon les lignes III-III et IV-IV respectivement de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe illustrant le montage d'une bague d'amortissement dans la rondelle métallique selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1, qui représente schémati- quement un moteur électrique, en coupe longitudinale ou axiale partielle, dont l'arbre est pourvu d'un dispositif de positionnement et de rattrapage de jeu selon l'invention. Dans l'exemple représenté, le moteur électrique comprend un anneau inducteur cylindrique 10 entouré extérieurement par un anneau de renfort 12 et contenant intérieurement l'induit 14 du moteur, qui est monté au moyen de flasques isolants 16 sur l'arbre cylindrique 18 du moteur. Cet arbre 18 est supporté et guidé en rotation, aux extré- mités de la cage 20 du moteur qui a été représentée très schématiquement, par deux paliers à rotule 22 et 24 respec- tivement Chaque palier comprend un support 26 de forme tron- conique à sommet axial orienté vers l'extérieur, qui s'appli- que sur un côté de la rotule 22, 24, et un ressort annulaire plat 28, porté par la-cage 20 et s'appliquant sur le côté opposé de la rotule 22, 24, de façon à maintenir celle-ci appliquée élastiquement sur le support 26 Les rotules 22, 24, dans lesquelles l'arbre 18 est monté libre en rotation, 2 " 41530 peuvent donc se centrer automatiquement par rapport aux supports de palier 26 de la cage 20. L'arbre 18 est monté libre en translation dans l'une de ces rotules, par exemple 22, de préférence à son extrémité por- tant le collecteur 30 du moteur, pour des raisons d'encom- brement A son extrémité opposée, l'arbre 18 est sensible- ment fixe en translation par rapport à la rotule 24, grâce au dispositif qui va être décrit dans ce qui suit. La surface périphérique cylindrique de l'arbre 18 présente, de part et d'autre de la rotule 24, deux gorges annulaires 32 dans chacune desquelles est monté un circlips ou anneau plat fendu radialement 34 qui comprend, de façon connue, trois griffes ou pattes orientées radialement vers l'inté- rieur et engageant à pression le fond de la gorge 32, de sorte que chaque circlips 34 est rendu solidaire en transla- tion et en rotation de l'arbre 18 Entre chaque circlips 34 et la face frontale correspondante de la rotule 24 sont interposées successivement: une rondelle métallique 36, une bague cylindrique 38 en caoutchouc ou matière analogue et une rondelle de friction 40 appliquée sur ladite face frontale de la rotule. La rondelle métallique 36 et la bague 38 sont représentées plus en détail dans les figures 2 à 5. La rondelle métallique 36 comprend un anneau plat 42 à orifi- ce central circulaire 44 de diamètre légèrement supérieur à celui de l'arbre 18 et à rebord périphérique cylindrique 46 de faible longueur axiale. L'anneau plat 42 présente des bossages 48, formés par exemple par emboutissage, formant des saillies orientées axialement dans la même direction que le rebord périphérique cylindri- que 46 Ces bossages sont répartis angulairement de façon uniforme autour de l'axe de l'anneau plat 42 et leur surface 2 x 41530 extérieure en saillie sur cet anneau plat est à sommet arron- di 50 relié par des surfaces arrondies convexes 52 à la face correspondante de l'anneau plat 42 Comme on le voit sur les figures 3 et 4, la dimension axiale des saillies 48 par rapport à cette face de l'anneau plat 42 est légèrement plus faible que celle du rebord cylindrique 46. Le diamètre intérieur du rebord cylindrique 46 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la bague cylindrique 38 en caoutchouc ou en matière analogue de telle sorte que celle- ci puisse venir se loger à l'intérieur de ce rebord 46, en étant appliquée sur les sommets des bossages ou saillies 48 (figure 5). Lorsque le dispositif selon l'invention est monté sur l'arbre 18 de part et d'autre de la rotule 24, comme repré- senté en figure 1, un jeu éventuel résultant des tolérances de fabrication en série est rattrapé par un enfoncement plus ou moins important des saillies 48 dans la bague 38 en caoutchouc ou matière analogue Toute déformation radiale vers l'extérieur de cette bague est empêchée par le rebord périphérique 46 de la rondelle 36. Un ergot 54 (figure 4) est formé en saillie sur la rondelle métallique 36, parallèlement à l'axe longitudinal de celle- ci et du côté-opposé au rebord périphérique 46, par exemple par découpe et pliage à 900 d'une partie du bord de l'ouver- ture circulaire 44 Au montage du dispositif, cet ergot 54 s'engage dans la fente radiale du circlips 34 et rend ainsi la rondelle métallique 36 solidaire en rotation du circlips. De préférence, la structure du dispositif est symétrique de part et d'autre de la rotule 24 Toutefois, dans certains cas o le jeu à rattraper est faible, on peut prévoir une rondelle métallique 36 d'un seul côté de la rotule 24, tan- dis que, de l'autre côté, le circlips 34 est appliqué direc- tement sur la bague 38. -2741530 En fonctionnement, lorsque l'arbre 18 est entratné en rota- tion, les circlips 34, les rondelles métalliques 36, les bagues 38 et les rondelles de friction 40 tournent avec l'arbre 18 tandis que la rotule 24 est maintenue fixe en rotation par rapport à la cage du moteur De façon connue, les rondelles de friction 40 sont en une matière plastique telle qu'un polyamide comprenant une addition de bisulfure de molybdène, de sorte que leur frottement sur les rotules 24 est relativement très faible. De préférence, les dimensions des différentes pièces du dispositif selon l'invention sont choisies de telle sorte que, quand l'entraxe entre les deux gorges 32 de l'arbre 18 est à une valeur maximale, et que les dimensions axiales des pièces du dispositif sont à leur cote minimale, on a alors un serrage axial de quelques centimètres de millimètre sur l'ensemble du dispositif, de façon à éviter tout jeu de l'arbre par rapport à la rotule Lorsque l'entraxe entre les gorges 32 est à sa valeur minimale et que les pièces du dispositif sont à leur cote axiale maximale, le serrage axial de l'ensemble du dispositif reste inférieur à 8/10 ème de millimètre, ce qui correspond à une force de serrage sur la rotule 24 qui ne diminue pas sensiblement le rendement et les performances du moteur électrique. On précisera, à titre d'exemple, que, lorsque l'épaisseur de la bague 38 est de l'ordre de 1 mm, la dimension axiale des saillies 48 par rapport à l'anneau 42 est de l'ordre de 0,5 mm. Le dispositif selon l'invention permet donc, par le posi- tionnement axial sans jeu de l'arbre 18 par rapport à la rotule 24, d'éviter ou au moins de réduire dans une très large mesure les vibrations et les bruits du moteur au cours de son fonctionnement. Revendications. 1 Dispositif de positionnement et de rattrapage de jeu pour un arbre de moteur électrique guidé dans un palier à rotule porté par la cage du moteur, comprenant deux anneaux plats fendus radialement ou circlips solidaires de l'arbre de part et d'autre de la rotule, et des rondelles ou bagues d'amortissement et de frottement inteposées entre lesdits anneaux plats et la rotule, caractérisé en ce qu'au moins une rondelle métallique ( 36), montée libre en translation sur l'arbre ( 18), est interposée entre un anneau plat précité ( 34) et une bague ( 38) en caoutchouc ou matière analogue et comporte, sur sa face en contact avec ladite bague ( 38) des saillies ( 48) orientées axialement et propres à pénétrer plus ou moins dans la matière de la bague ( 38). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite rondelle métallique ( 36) présente, à sa périphérie, un rebord cylindrique ( 46) dans lequel est engagée partielle- ment ladite bague ( 38) 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite rondelle métallique ( 36) est rendue solidaire en rotation dudit anneau plat ( 34) au moyen d'un ergot ( 54) engagé dans-la fente radiale de cet anneau plat ( 34). 4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites saillies ( 48) sont formées par des emboutis de ladite rondelle ( 36),>ces emboutis étant, du côté de la bague ( 38), à sommets arrondis ( 50) reliés à ladite rondelle par des surfaces convexes ( 52). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de part et d'autre du palier à rotule ( 24) une rondelle métallique ( 36) précitée inter- posée entre un anneau plat ( 34) solidaire de l'arbre ( 18) et une bague ( 38) en caoutchouc ou matière analogue. 6,l Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre ( 18) est, à son extrémité opposée, guidé dans un autre palier à rotule ( 22), qui est porté par la cage ( 20) du moteur et traversé librement en translation et en rotation par ledit arbre.