Brevet FR2588628A1 — publié le 19870417

COUPELLE DESTINEE A RETENIR UNE ROTULE DE PALIER DE MOTEUR ELECTRIQUE, PALIER ET MOTEUR ELECTRIQUE EQUIPES D'UNE TELLE COUPELLE. L'invention est relative à une coupelle destinée à retenir une rotule de palier de moteur électrique, par emprisonnement de ladite rotule entre un flasque et la coupelle bloquée sur ce flasque, cette coupelle étant du genre de celles qui comprennent une bordure périphérique d'ancrage dans le flasque, une partie centrale en forme de protubérance à contour fermé dont la section transversale diminue progressivement suivant l'axe de la coupelle, la surface intérieure de cette partie centrale étant destinée à venir en appui contre la surface de la rotule, et une zone annulaire sensiblement plane et orthogonale à l'axe de la coupelle1 située entre la bordure périphérique et la partie centrale, ladite zone annulaire étant munie d'ouvertures qui délimitent des branches radiales reliant la partie centrale de la coupelle à la bordure. On sait que la rotule retenue par cette coupelle supporte une des extrémités de l'axe du rotor du moteur électrique et est soumise à une réaction d'induit importante. La coupelle doit pouvoir résister à un effort axial et à un effort radial relativement élevés. Le fait que la partie centrale de la coupelle, en forme de protubérance ait un contour fermé permet d'assurer une retenue efficace de la rotule selon la direction axiale. Toutefois, il est souhaitable que le couple s'opposant à un mouvement de rotation de la rotule autour de son centre, ou mouvement de rotulage soit aussi faible que possible et relativement constant. Un tel mouvement de rotation de la rotule autour de son centre permet, notamment, de compenser une imperfection d'alignement entre l'axe d'un palier cylindrique situé à l'autre extrémité de l'arbre du moteur et l'axe du logement de la rotule. L'invention a pour but, surtout, de fournir une coupelle du genre défini précédemment qui réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et qui notamment permet d'obtenir un couple de rotulage relativement réduit et bien contrôlé, tout en assurant une retenue efficace de la rotule. Selon l'invention, une coupelle destinée à retenir une rotule de palier de moteur électrique, par emprisonnement de ladite rotule entre un flasque et ladite coupelle bloquée sur ce flasque, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait qu'elle est agencée de manière à présenter, au niveau de sa partie centrale, une élasticité suivant la direction axiale et/ou diamétrale suffisante pour que le couple de rotulage soit relativement réduit et constant d'un montage à l'autre. Une telle élasticité de la partie centrale permet d'absorber des variations d'enfoncement de la coupelle dans le flasque, notamment d'un montage à l'autre, sans engendrer des variations importantes du couple de rotulage. La zone centrale de la coupelle peut avoir une forme tronconique, la grande base de cette partie tronconique étant située au niveau de la zone annulaire la coupelle comporte alors des échancrures ménagées dans la paroi tronconique de la partie centrale entre deux branches radiales, lesdites échancrures prolongeant, dans la susdite partie centrale, l'ouverture comprise entre les deux branches radiales. Un tel agencement conduit, essentiellement, à une élasticité de la partie centrale suivant la direction axiale du fait de l'allongement du bras de flexion reliant cette partie centrale à la bordure périphérique. Selon une autre possibilité, l'agencement élastique de la coupelle consiste, essentiellement, dans la réalisation de la partie centrale sous forme d'un tronc de pyramide présentant des facettes planes dont la surface intérieure entre en contact avec la rotule suivant des zones de génératrices. Dans ce cas, l'élasticité obtenue au niveau de la partie centrale est essentiellement une élasticité suivant la direction diamétrale. Le tronc de pyramide peut être à base hexagonale, octogonale, ou autre. De préférence, la surface intérieure de la partie centrale est tangente à la surface extérieure de la rotule de sorte qu'aucune arête vive de la coupelle ne vienne en contact avec la rotule. La bordure périphérique de la coupelle peut avoir une section transversale sensiblement en V, dont la concavité est tournée du côté opposé au flasque. Selon une autre possibilité, la bordure est constituée par une collerette à angle droit par rapport à la zone annulaire. Le contour de la bordure périphérique peut com- porter des évidements régulièrement répartis suivant la circonférence. Avantageusement, les ouvertures prévues dans la zone annulaire sont au nombre de huit, régulièrement réparties. Leur forme est sensiblement trapézoidale de manière à déterminer des branches radiales dont les bords sont sensiblement parallèles. L'invention concerne également un palier de moteur électrique comprenant une rotule destinée à être-montée dans un flasque d'extrémité du moteur, ce palier étant caractérisé par le fait que la rotule est maintenue contre le flasque à l'aide d'une coupelle telle que définie précédemment. L'invention concerne aussi un moteur électrique équipé d'un tel palier et d'une telle coupelle. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ciaprès à propos de modes de réalisation particuliers décrits en détail avec référence aux dessins ci-annexés, pour mieux faire comprendre l'invention, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, est une coupe axiale d'un flasque de moteur électrique équipé d'un palier à rotule muni d'une coupelle de retenue conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de face, à plus grande échelle, de la coupelle du palier de la figure 1. La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une section transversale partielle, à plus grande échelle, d'une variante de réalisation de la coupelle de retenue, montée dans le palier. La figure 5 est une vue partielle en élévation, à plus grande échelle, d'un autre mode de réalisation de la coupelle. La figure 6, enfin, est une coupe suivant la-ligne VI-VI de la figure 5. En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir un palier P de moteur électrique destiné à supporter une des extrémités de l'arbre 1 du rotor, généralement constitué par l'induit, du moteur. Ce palier P comprend une rotule 2 dont la surface extérieure 3 est constituée par une portion de surface sphérique. Cette rotule 2 comporte un alésage cylindrique 4 dans lequel est engagée l'extrémité- de l'arbre 1. La rotule 2 est emprisonnée entre un flasque 5, généralement destiné à fermer le carter du moteur, et une coupelle 6 destinée à retenir la rotule 2. Le flasque 5, généralement de forme circulaire, comporte, dans sa zone centrale, une empreinte 7 tournant sa concavité vers l'intérieur. Cette concavité a une forme tronconique et est destinée à recevoir une partie d'extrémité de la rotule 2 dont la surface extérieure sphérique vient en appui contre la surface tronconique de ladite concavité. Le flasque 5 comporte, en outre, une sorte de rainure circulaire 8, tournant également sa concavité vers l'intérieur, concentrique à l'empreinte 7, et dont le diamètre est nettement supérieur au plus grand diamètre de ladite empreinte 7. Cette rainure 8 est destinée à assurer le blocage de la coupelle 6 sur le flasque 5 comme explique ci-après. La coupelle 6 comprend une bordure périphérique 9 d'ancrage dans ladite rainure 8. Cette bordure 9, comme mieux visible sur la figure 3, a une section transversale sensiblement en V, dont la concavité est tournée du côté opposé au flasque 5. La branche 10, située radialement vers l'intérieur, de cette section en V est sensiblement parallèle à l'axe A de la coupelle 6. La branche 11 située radialement vers l'extérieur est inclinée par rapport à cet axe A et présente une certaine élasticité dans le sens radial. Cette bordure 9 est ancrée dans la rainure 8 notamment par la coopération de la branche extérieure 11 avec la surface limitant radialement vers l'extérieur ladite rainure 8, surface qui a un diamètre légèrement inférieur au diamètre du bord extérieur k de la branche 11. Le contour de la bordure 9 peut comporter des évidements e (figure 2) régulièrement répartis suivant la circonférence. La coupelle 6 comprend, par ailleurs, une partie centrale 12 en forme de protubérance à contour C fermé-. Cette protubérance 12 fait saillie, suivant la direction de l'axe A du côté opposé au flasque 5. La section transversale de cette protubérance 12, et donc la section transversale de l'ouverture délimitée par cette protubérance 12, diminue progressivement suivant la direction de l'axe A. Selon la réalisation des figures 1 à 3 cette protubérance 12 a une forme tronconique et son extrémité éloignée du flasque 5 limite une ouverture 13, à contour fermé, dont le diamètre d est inférieur au diamètre D de la surface extérieure sphérique de la rotule 2. Cette dernière est donc ainsi maintenue, suivant la direction axiale, d'une manière sûre par la coupelle 6 puisque l'ouverture 13 a un diamètre inférieur au diamètre extérieur de la rotule et se trouve limitée par un contour entièrement fermé. La surface intérieure de la partie centrale 12 vient en appui contre la surface extérieure sphérique de la rotule. Avantageusement, la surface intérieure de la partie centrale 12 est tangente à la surface extérieure de la rotule 2 de telle sorte qu'aucune arête vive n 1intervienne dans le contact entre ces deux pièces. La coupelle 6 comprend, en outre, une zone annulaire 14, sensiblement plane et orthogonale à l'axe A de la coupelle située entre la bordure périphérique 9 et la partie centrale 12. Cette zone annulaire 14 est munie d'ouvertures 15 qui délimitent des branches radiales 16 reliant la partie centrale 12 à la bordure 9. Dans l'exemple.de la figure 2, huit ouvertures 15 identiques, décalées angulairement, sont prévues dans la zone 14 et délimitent huit branches 16 dont les bords sont parallèles. Les ouvertures 15 ont une forme sensiblement trapézoldale dont la petite base est la plus proche de l'axe A. La grande base peut comporter dans sa partie centrale une sorte de secteur circulaire 17 faisant saillie radialement-vers l'intérieur dans l'ouverture 15. La coupelle 6 est agencée de manière à présenter, au niveau de sa partie centrale 12, une élasticité suffisante suivant direction axiale A pour que le couple de rotulage soit relativement réduit et constant1 d'un montage à l'autre. Par couple de rotulage on désigne le couple résistant opposé par la rotule 2 à un mouvement de rotation autour de son centre 0. Un tel mouvement de rotation de la rotule 2 permet, en particulier, de compenser un défaut d'alignement entre l'axe A de la coupelle 6 et l'axe (non représenté) du palier prévu à l'autre extrémité de l'arbre 1 du rotor. Pour présenter une élasticité suffisante suivant sa direction axiale, la coupelle 6 peut comprendre des échancrures 18 (figure 2 et 4) ménagées dans la paroi tronconique de la partie centrale 12, entre deux branches radiales 16. Chaque échancrure 18 prolonge, dans cette partie centrale 12, l'ouverture 15 comprise entre les deux branches radiales 16 correspondantes. Si l'on désigne par L (figure 4) la longueur, dans un plan de coupe axiale, de la partie centrale 12 entre a jonction avec la zone annulaire 14 et son point de tangence à la surface extérieure de la rotule 2, la longueur i (figure 4) de l'échancrure 18, à partir de la susdite jonction est généralement supérieure à L/4 et de préférence supérieure à L/3.L'angle moyen CE de la paroi de la partie centrale 12 avec le plan de la zone 14 peut être de l'ordre de 60-. Les échancrures 18, combinées avec les ouvertures 15, déterminent une liaison, entre la partie centrale 12 et la bordure 9, qui constitue un bras dont la longueur h (figure 4), suivant la direction radiale, est suffisante pour permettre une flexion de ce bras, et donc un léger déplacement suivant la direction axiale A de la partie 12, sans entraîner une variation importante de l'effort suivant la direction de l'axe A, sur la rotule 2. Ainsi, les tolérances d'enfoncement de la coupelle 6 dans la rainure 8 (figure 1) au montage du palier peuvent être relativement larges sans qu'il en résulte des variations importantes au- niveau du couple de rotulage, ultérieurement. La coupelle 6 de l'invention, comme déjà expliqué précédemment, permet d'assurer un effort de maintien important, aussi bien dans le sens axial que dans le sens radial sur la rotule 2, notamment en raison du fait que le contour de l'ouverture 13 est complètement fermé. La figure 4, à laquelle il a déjà été fait référence, illustre une variante de réalisation dans laquelle la coupelle 6a comporte une bordure périphérique 9a formée par une simple collerette ou rebord 19 sensiblement à angle droit par rapport à la zone annulaire 14. Les éléments de la coupelle et du palier de la figure 4 identiques ou jouant des rôles analogues à des éléments déjà décrits à propos des figures 1 et 3 sont désignés par les mêmes références numériques éventuellement suivies de la lettre a. La description de ces éléments ayant déjà été effectuée n'est pas reprise ou n'est reprise que succinctement. Il convient de noter que le terme "flasque" utilisé précédemment doit être compris dans un sens très général comme désignant une pièce ou une plaque comportant un logement propre à recevoir la rotule 2 et la coupelle de retenue de cette rotule. Selon la figure 4, une partie seulement du flasque 5a est représentée. La rainure 8a destinée à recevoir la bordure 9 est formée par une gorge annulaire dont la profondeur, suivant la direction de l'axe A de la coupelle, est désignée par E. Le diamètre extérieur de la collerette 19 est légèrement supérieur au diamètre interne de cette rainure 8a de telle sorte que cette collerette 19 est emmanchée à force dans la rainure 8a. L'enfoncement de la coupelle 6 dans la rainure 8a peut être caractérisé par la distance g entre la face frontale d'entrée de la rainure 82, et la face arrière de la zone 14 de la coupelle 6 enfoncée dans la rainure 8a. Le flasque 5a comporte un évidement tronconique 7a dont la surface sert d'appui à la rotule 2. Les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation dans laquelle les éléments identiques ou jouant des rôles analogues à des éléments déjà décrits à propos des figures 1 à 3 sont désignés par les memes chiffres de référence suivis de la-lettre k. Selon la variante des figures 5 et 6, la coupelle 6b présente une partie centrale 12b en forme de tronc de pyramide. La surface intérieure de ce tronc de pyramide entre en contact avec la surface extérieure de la rotule 2b suivant des zones telles que t (figures 5 et 6) de génératrices. Il convient de noter que les diverses zones de contact t ne se rejoignent pas mais sont régulièrement réparties autour de la rotule 2k. Il y a autant de zones de contact t que de facettes pour le tronc de pyramide 12b. La grande base de ce tronc de pyramide est située sur-la zone annulaire 14k tandis que la petite base se trouve hors du plan de la zone 14b. Les ouvertures 15k sont limitées, dans le sens radial, vers l'intérieur, par un bord 20.Ce bord est situé sur la zone 14b à l'extérieur, dans le sens radial, de la grande base du tronc de pyramide 12k. Les aretes 21 de ce tronc de pyramide sont situées sensiblement à mi-largeur des branches radiales 16 > . L'élasticité de la coupelle 6k des figures 5 et 6 est obtenue essentiellement suivant la direction diamétrale. représentée par la double flèche ss (figure 6). Cette élasticité résulte, notamment, de la possibilité de déformation en flexion des facettes tronc de pyramide 12b autour de la ligne de contact t, entre deux aretes 21. La bordure périphérique 9b de la coupelle 6b est semblable à la bordure périphrique 9a de la figure 4. De même, le flasque 5b est semblable au flasque 5a de la figure 4. Le tronc de pyramide 12b peut avoir une base octogonale, comme représenté sur 1 figure 5, ou hexagonale, carrée, ou autre forme polygonale. La coupelle 6, 6a, 6b est généralement réalisée en acier, notamment en acier à ressort. D'autres métaux ou matières pourraient etre utilisées. Quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient une coupelle qui assure une bonne retenue de la rotule dans son palier, et qui permet un rotulage sous un couple relativement réduit et sensiblement constant d'un montage à l'autre. REVENDICATIONS 1. Coupelle destinée à retenir une rotule de palier de moteur électrique, par emprisonnement de ladite rotule entre un flasque et la coupelle bloquée sur ce flasque, cette coupelle comprenant une bordure périphérique d'ancrage dans le flasque, une partie centrale en forme de protubérance à contour fermé dont la section transversale diminue progressivement suivant l'axe de la coupelle, la surface intérieure de cette partie centrale étant destinée à venir en appui contre la surface de la rotule, et une -zone annulaire sensiblement plane et orthogonale à l'axe de la coupelle, située entre la bordure périphérique et la partie centrale, ladite zone annulaire étant munie d'ouvertures qui délimitent des branches radiales reliant la partie centrale de la coupelle à la bordure, caractérisée par le fait qu'elle est agencée de manière à présenter, au niveau de sa partie centrale (12, 1 2L) une élasticité suivant la direction axiale (A) et/ou diamétrale (d) ) suffisante pour que le couple de rotulage soit relativement réduit et sensiblement constant d'un montage à l'autre. 2. Coupelle selon la revendication 1 dans laquelle la zone centrale a une forme tronconique dont le diamètre diminue progressivement quand on s'éloigne du plan de la zone annulaire, la grande base de cette partie tronconique étant située au niveau de cette zone annulaire, caractérisée par le fait que la coupelle (6, 6a) comporte des échancrures (18) ménagées dans la paroi tronconique de la partie cen- trale (12), entre deux branches radiales (16), r lesdites échancrures (18) prolongeant, dans la susdite partie centrale (12), les ouvertures (15) comprises entre deux branches radiales (16). 3. Coupelle selon la revendication. 2, caractérisée par le fait que la bordure périphérique (9) a une section transversale sensiblement en V, dont la concavité est tournée du côté opposé au flasque (5). 4. Coupelle selon la revendication 1, caractérisée par le fait que sa partie centrale (12b) a la forme d'un tronc de pyramide qui entre en contact avec la rotule (2é) suivant des zones (t) de génératrices, l'élasticité de cette partie centrale étant obtenue essentiellement suivant la direction diamétrale (t ). 5. Coupelle selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le tronc de pyramide a une base octogonale. 6. Coupelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les branches radiales (16, 16b) sont limitées par des bords parallèles, tandis que les ouvertures (15, 1 5k) sont en forme de trapèze. 7. Coupelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface intérieure de la partie centrale (12; 12b) est tangente à la surface extérieure de la rotule (2, 2a, 2b). 8. Palier de moteur électrique comprenant une rotule destinée à être montée dans un flasque d'extrémité du moteur1 caractérisé par le fait que la rotule (2, 2a, 2b) est maintenue contre ce flasque (5, 5a, 5k) à l'aide d'une coupelle selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Moteur électrique équipé d'un palier selon la revendication 8.