Brevet FR2599795A3 — publié le 19871211

FR 2599795 A3 19871211 FR 8707792 A 19870604 Palier axial muni d'un réservoir présentant une configuration de gorges de transport. L'invention concerne un palier axial constituté par deux parties pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation, palier comportant une première surface et une seconde surface située vis5 à-vis de la premibre, surfaces dont la première présente au moins une configuration de gorges de palier qui, au cours d'un mouvement rotatif relatif des surfaces, établit une pression dans un milieu visqueux contenu dans une fente qui, en fonctionnement, se forme entre les surfaces. 10 Un tel palier axial est connu de la demande de brevet néerlandais N0 7213192. Le palier connu présente deux configurations de gorges de palier qui, au cours d'un mouvement rotatif d'une partie par rapport à l'autre, engendrent des pressions opposées dans le milieu visqueux 15 se trouvant entre les surfaces de palier et pouvant être un lubrifiant, tel qu'une huile ou une graisse. Pour un bon fonctionnement du palier, il est nécessaire que, dans les conditions de fonctionnement, une quantité suffisante de lubrifiant soit continûment présente entre les surfaces, 20 notamment à l'endroit des gorges de palier. Etant donné qu'en pratique, il se produit toujours une certaine perte de milieu visqueux, due par exemple à une fuite et à une évaporation, le palier connu, au bout d'un certain temps, aura perdu une quantité de milieu visqueux telle qu'il n'est plus possible d'établir une pression suffisante, ce qui fait perdre la sûreté du palier, qui n'est donc plus utilisable ultérieurement. L'invention vise à améliorer le palier axial du genre défini dans le préambule de façon à prolonger 30 considérablement la durée pendant laquelle -le palier peut être utilisé de façon sûre. A cet effet, le palier axial conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'entre la première et la seconde surface, est situé un réservoir pour le milieu visqueux, réservoir à l'endroit duquel l'une des surfaces présente une configuration de gorges de transport prévue dans une région annulaire concentrique par rapport à l'axe de rotation, les gorges de transport refoulant en fonctionnement le milieu visqueux vers la configuration de gorges de palier. Dans le palier axial conforme à l'invention, lors de la rotation d'une partie par rapport à l'autre, on obtient une bonne lubrification hydrodynamique par établissement d'une pression dans le milieu visqueux. Comme milieu visqueux on peut utiliser une huile ou une graisse. Au cours du fonctionnement, pour éviter une perturbation de l'effet hydrodynamique, ladite fente comprise entre les surfaces est alimentée continûment d'une quantité suffisante de milieu visqueux. Ceci est assuré par les gorges de transport qui, en fonctionnement, pompent du milieu visqueux en direction des gorges de palier à partir d'un réservoir qui est rempli d'une quantité supplémentaire de milieu visqueux lors de la fabrication du palier ou après celle-ci. Le palier axial conforme à l'invention présente donc l'avantage de comporter un dispositif permettant, durant une longue période, de compenser les pertes de milieu visqueux provoquées par des fuites, de l'évaporation ou autres par addition de milieu visqueux contenu dans le réservoir, et permettant en outre d'introduire le milieu visqueux du réservoir à temps dans la fente. De ce fait, le palier conforme à l'invention convient très bien pour des applications exigeant une durée de vie longue et sûre. Il est à remarquer que la demande de brevet néerlandais N 6503950 préconise un palier axial destiné à un axe rotatif et présentant un réseau de canaux pour alimenter d'un milieu visqueux des configurations de gorges de palier que présente le palier. Les canaux communiquent avec un réservoir prévu en dehors du palier et à partir duquel du milieu visqueux est refoulé dans les gorges du palier. Cette manière de remplissage du palier exige des mesures compliquées et donc coûteuses, de sorte que la construction est peu intéressante pour de nombreuse applications. - Un mode de réalisation préférentiel du palier axial conforme à l'invention est caractérisé en ce que la configuration de gorges de transport est prévue dans la première surface, le réservoir étant formé par un évidement pratiqué dans la seconde surface et situé en position centrale autour de l'axe de rotation. Cette construction est notamment intéressante si le palier est réalisé sous la forme d'un palier d'extrémité ou d'un tourillon. Dans ce cas, des mesures constructives simples permettent, au cours du fonctionnement, de garantir une alimentation optimale des gorges de palier en milieu visqueux. D'ailleurs, la construction n'est pas limitée à des paliers axiaux dudit genre. Un autre mode de réalisation est caractérisé en ce que le réservoir est formé par un évidement annulaire 20 pratiqué dans la seconde surface et situé concentriquement autour de la configuration de gorges de palier. Cette construction peut être utilisée aussi bien dans le cas de paliers d'extrémité que dans le cas de paliers axiaux présentant une ouverture centrale pour un axe traversant. 25 Ce palier axial conforme à l'invention peut, lui aussi, être fabriqué de façon simple. Dans ce palier, au cours d'une rotation relative des surfaces, du milieu visqueux est pressé vers l'intérieur à partir du réservoir annulaire. Une mesure constructive particulièrement avantageuse permettant de réaliser le palier axial ci-dessus conforme à l'invention consiste à former l'évidement au moyen d'un élément annulaire fixé à l'une des parties du palier, une face latérale de l'élément annulaire faisant fonction de partie de la seconde surface, à l'endroit du réservoir. Dans les conditions de fonctionnement, une alimentation optimale de milieu visqueux de la configuration de gorges de palier est garantie si les gorges de transport sont pratiquées dans la première surface et aboutissent à un bord périphérique du réservoir pour se raccorder à cet endroit aux gorges de palier. Un autre mode de réalisation avantageux dans lequel la première surface présente deux configurations de gorges de palier coopérant l'une avec l'autre et produisant des effets de refoulement agissant l'un vers l'autre, est caractérisé en ce que les configurations de gorges de palier et la configuration de gorges de transport produisent ensemble un effet de refoulement résultant positif agissant vers l'axe de rotation. De cette façon, on réduit au minimum les pertes de milieu visqueux sans qu'il soit nécessaire de prendre à cet effet des mesures supplémentaires. L'effet de refoulement résultant exigé peut être obtenu par un choix convenable de la longueur, de la profondeur, de la largeur et/ou de l'angle de pas des gorges de palier. Dans le palier axial suivant ce mode de réalisation, les deux configurations de gorges de palier forment ensemble une configuration de chevrons, les gorges de palier elles-mêmes ayant des axes qui peuvent 20 être droits-ou courbes. De préférence, les axes des gorges de palier affectent la forme de spirales logarithmiques. Les gorges de transport du réservoir affectent de préférence une forme adaptée à celle des gorges de palier. Il est encore à remarquer que les gorges de transport, telles qu'utilisées dans le palier axial conforme à l'invention, remplissent en outre une fonction essentielle, non encore mentionnée dans ce qui précède, lors du démarrage, c'est-à-dire lors de la mise en rotation de la partie rotative par rapport à la partie station30 naire du palier. En effet, il importe, dès qu'il est question d'un certain mouvement relatif des surfaces du palier, qu'une quantité suffisante de milieu visqueux soit présente entre les surfaces afin d'éviter une usure due au contact entre les surfaces. La mise en contact mutuel des surfaces peut être provoquée lors de l'arrêt du palier par suite de forces axiales agissant sur le palier, forces qui, au cours de la rotation, refoulent le milieu visqueux se trouvant entre les surfaces. Les gorges de transport permettent, dès la génération d'une rotation dans la direction pour laquelle le palier est conçu, de pomper le milieu visqueux dans les gorges de palier, ce qui a pour effet d'établir une pression dans le palier très peu de temps après le démarrage et de former une fente entre les surfaces. La description suivante, en regard du dessin annexé, permettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. 1D0 La figure 1 est une coupe d'un moteur électrique dans lequel est utilisé un mode de réalisation du palier axial conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe agrandie suivant la ligne II-II du palier axial de la figure 1. Les figures 3, 4 et 5 représentent respectivement un deuxième, un troisième et un quatrième mode de réalisation du palier axial conforme à l'invention. Le moteur électrique de la figure 1 comporte un stator 1 muni de plusieurs, par example six, bobines 20 d'excitation 3, un rotor 5 muni d'un aimant auxiliaire multipolaire à aimantation axiale 7, et une pluralité d'éléments de Hall 11 pour la commutation électronique des bobines d'excitation. Le rotor 5 est réalisé sous la forme d'une platine pour un disque optique non représenté et peut 25 tourner autour d'un axe 9 fixé dans le stator. Le stator 1 est fixé à un chassis 13 d'un lecteur de disque optique. Une bague 12 assure le calage axial du rotor 5 sur l'axe 9. Le moteur électrique comporte en outre un palier 30 axial conforme à l'invention présentant des première et seconde surfaces 15 et 17. La première surface 15 est formée sur le stator 1 et présente deux configurations de gorges de palier 19A et 19B dont les axes s'étendent de préférence suivant des spirales logarithmiques, les 35 configurations 19A et 19B formant ensemble une configuration de chevrons, comme montrée par exemple dans la demande de brevet néerlandais déjà citée N 7213192. Au cours du fonctionnement, le rotor 5 tournant autour d'un axe de rotation par rapport au stator, une pression est établie dans un lubrifiant, tel qu'une graisse, contenu dans les gorges de palier, de sorte qu'on obtient une lubrification hydrodynamique. La seconde surface 17, formée sur le rotor 5, coopère avec lesdites configurations de gorges de palier 19A et 19B et présente un évidement 21. L'évidement 21 s'étend concentriquement autour de l'axe 9 et fait fonction de réservoir contenant une réserve de lubrifiant. La 10 partie de la première surface 15 située en face de l' évidement 21 présente une configuration de gorges de transport 23 qui, au niveau du bord du réservoir, se raccordent aux gorges de palier 19B. Les gorges de transport servent, dans les conditions de fonctionnement, 15 c'est-à-dire lorsque le rotor 5 effectue un mouvement de rotation, à pomper un lubrifiant dans les gorges de palier 19B et 19A. Par un dimensionnement avantageux de la configuration de gorges de transport 23 par rapport aux confi20 gurations de gorges de palier 19A et 19B, on peut, d'une part, faire en sorte que les gorges de palier 19A et 19B soient alimentées optimalement de lubrifiant et, d'autre part, éviter que du lubrifiant soit pompé hors du palier. Dans le palier représenté, conforme à l'invention, la profondeur des gorges de palier est choisie, par example, égale à 4/um, la profondeur des gorges de transport égale à 40/um et la profondeur du réservoir égale à 0,5 mm. La figure 3 représente schématiquement et en vue éclatée un deuxième mode de réalisation du palier axial conforme à l'invention. Le palier, réalisé sous la forme d'un palier d'extrémité, comporte deux parties 33 et 35 pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation 31. La partie 33 présente une première surface 37 présentant de la même manière que dans le cas 35 de la figure 1 deux configurations de gorges de palier 19A et 19B ainsi qu'une configuration de gorges de transport 23. La partie 35 présente une seconde surface 39 coopérant avec la première surface 37 et présentant un évidement central 41 servant à former un réservoir pour un lubrifiant. Sur la figure 4, on a représenté un troisième mode de réalisation du palier axial conforme à l'invention. Ce palier comporte une partie 51 ainsi qu'une partie pouvant tourner par rapport à celle-ci autour d'un axe de rotation 53. La partie 51 présente une première surface 57 dans laquelle est formée une seule configuration de gorges de palier spiralées 59, et cela d'une manière telle qu'illustrée par example dans "Philips' Technisch Tijdschrift" Année 25, N 9, 1963, pages 296 à 316 (notamment la figure 17). Dans ce palier, lors d'une rotation dans la direction de rotation pour laquelle le palier est conçu, est établie une pression qui va en augmentant à partir du 15 bord extérieur de la configuration de gorges de palier vers le centre du palier. Conformément à l'invention, le palier est muni d'un réservoir 61 pour un lubrifiant. Le réservoir 61 est constituté par un évidement annulaire pratiqué dans la seconde surface 63 de la partie 55. 20 La partie de la surface 57 contiguë au réservoir 61 présente une configuration de gorges de transport 65 servant à pomper du lubrifiant en direction de la configuration de gorges de palier 59. Sur la figure 5, on a représenté une variante 25 du palier de la figure 4. Le palier de la figure 5 est muni de la même partie 51 que le palier de la figure précédente. La différence par rapport à ce dernier palier ne réside que dans la manière dont est obtenu le réservoir 61 pour le lubrifiant. En effet, sur la partie 55A coopérant avec la partie 51, est fixé un élément annulaire pour former le réservoir 61, une face latérale 67 de l'élément 65 coopérant avec la configuration de gorges de transport que présente la partie 51 située à l'opposé. Evidemment, l'invention n'est pas limitée aux 35 modes de réalisation représentés. Ainsi, il n'est pas toujours nécessaire que les surfaces de palier - appelées ci-dessus première et deuxième surfaces - soient planes. Les surfaces de palier peuvent également être courbes, par exemple sphériques. 15 20 25 30 REVENDICATIONS: 1. Palier axial constitué par deux parties pouvant tourner l'une par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation, palier comportant une première surface et une seconde surface située via-à-vis de la première, surfaces dont la première présente au moins une configuration de gorges de palier qui, au cours d'un mouvement rotatif relatif des surfaces, établit une pression dans un milieu visqueux contenu dans une fente qui, en fonctionnement, se forme entre les surfaces, caractérisé en ce qu'entre la première et la seconde surface, est situé un réservoir pour le milieu visqueux, réservoir à l'endroit duquel l'une des surfaces présente une configuration de gorges de transport prévue dans une région annulaire concentrique par rapport à l'axe de rotation, les gorges de transport 15 refoulant en fonctionnement le milieu visqueux vers la configuration de gorges de palier. 2. Palier axial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la configuration de gorges de transport est formée dans la première surface, le réservoir étant formé 20 par un évidement pratiqué dans la seconde surface et situé en position centrale autour de l'axe de rotation. 3. Palier axial Selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir est formé par un évidement annulaire pratiqué dans la seconde surface et situé concentriquement autour de la configuration de gorges de palier. 4. Palier axial selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'évidement est réalisé au moyen d'un élément annulaire fixé à l'une des parties du palier, 30 une face latérale de l'élément faisant fonction de partie de la seconde surface, à l'endroit du réservoir. 5. Palier axial selon les revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les gorges de transport, formées dans la première surface, aboutissent à un bord périphérique du réservoir pour se raccorder à cet endroit aux gorges de palier. 6. Palier axial selon l'une des revendications précédentes, la première surface présentant deux configurations de gorges de palier coopérant l'une avec l'autre et produisant des effets de refoulement agissant l'un vers l'autre, caractérisé en ce que les configurations de gorges de palier et la configuration de gorges de transport produisent ensemble un effect de refoulement résultant positif agissant vers l'axe de rotation.