Brevet FR2627561A1 — publié le 19890825

La présente invention concerne un palier à roulement radial comprenant un manchon de roulement à paroi mince, en particulier obtenu par étirage de tôle, dans l'alésage duquel roulent des éléments cylindriques, de préférence des aiguilles de roulement, qui sont logés dans une cage, le manchon de roulement comportant à l'une de ses extrémités axiales un bord replié radialement vers l'intérieur contre lequel la cage peut s'adosser axialement. On connaît depuis longtemps des paliers de ce type, par exemple par le Brevet allemand 10 09 445. Ils ont fait leurs preuves dans des situations de mon- tage multiples, tant en raison de leurs faibles dimen- sions que de leur coût de production économique. I-1 existe des cas de montage dans lesquels on ne peut utiliser d'emblée de tels paliers, parce qu'il faut empêcher que de l'huile, par exemple en provenance d'un carter de boite de vitesses, puisse traverser le palier et couler. Dans ces cas, il faut des moyens d'étan- chéité particulièrement complexes et prenant davantage de place, qui annulent en partie les avantages de tels paliers. La présente invention a pour objet de modifier la conformation d'un tel palier de façon à pouvoir, avec un minimum de composants supplémentaires et un supplé- ment minimum de coût de fabrication, éviter à coup sûr l'écoulement d'huile à travers le palier. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention: - le manchon.de roulement est subdivisé, à son extrémité opposée au bord, en plusieurs sections périphériques dont deux sections. consécutives sont cha- que fois repliées alternativement radialement vers l'in- térieur et radialement vers l'extérieur, - aux sections périphériques repliées radiale- ment vers l'extérieur est fixée une bague en matière polymère qui comporte sur une surface radiale orientée vers le manchon de roulement au moins une lèvre d'étan- chéité dirigée axialement, s'étendant radialement sur la périphérie, et à l'intérieur du manchon de roulement, dans un intervalle compris entre d'une part, les sections périphériques repliées radialement vers l'intérieur et d'autre part, l'extrémité voisine de la cage, est insé- rée une bague d'étanchéité en matière polymère qui est montée à force en étant immobilisée en rotation sur la surface lisse d'un arbre ou d'une bague intérieure placé dans le palier radial et qui s' appuie en contact glis- sant par au moins une lèvre d'étanchéité dans l'alésage du manchon de roulement. Alors que, dans le cas des paliers radiaux courants de ce type, le manchon de roulement comporte usuellement des bords repliés radialement vers l'inté- rieur à ses deux extrémités, on obtient en même temps deux avantages, selon l'invention, du fait que le man- chon de roulement ne comporte un tel bord qu'à, l'une des extrémités, tandis qu'il est subdivisé à l'autre extrémité en plusieurs sections périphériques dont deux sections successives sont chaque fois repliées alterna- tivement radialement vers l'intérieur et radialement vers l'extérieur. D'une part, les sections repliées ra- dialement vers l'intérieur remplacent un bord dirigé vers l'intérieur. Comme lui, elles empêchent que des composants intérieurs du palier, tels que la cage et la bague d'étanchéité, puissent tomber du manchon de roulement avant le montage, en particulier pendant le transport. D'autre part, les sections repliées radialement- vers l'extérieur servent d'éléments de fixation pour une bague de matière polymère qui comporte sur une sur- face radiale située du côté du manchon de roulement, une lèvre d'étanchéité dirigée axialement, s'étendant sur la périphérie. Il n'est donc aucun besoin pour cette bague de moyens de fixation supplémentaires, ce qui per- met de maintenir à un niveau extrêmement faible le coût technique de production et, par suite, le'coût de revient financier. Lorsqu'on introduit un tel manchon de roule- ment dans l'alésage d'un carter de boite de vitesses, par exemple de façon que la lèvre d'étanàhéité de la bague en matière polymère entre en contact avec une sur- face de paroi dirigée transversalement à l'axe longitu- dinal du palier, cela garantit qu'il ne peut passer d'hui- le entre le manchon de roulement et l'alésage qui le reçoit. Pour garantir cela de façon durable, il faut que le manchon de roulement garde constamment une posi- tion dans laquelle la lèvre d'étanchéité s'étendant sur la périphérie reste dans une position dans laquelle elle est en contact avec la surface de paroi sous précon- trainte élastique. On obtient une telle assurance de façon simple avec un développement de l'invention, selon lequel le manchon de roulement comporte en plusieurs emplacements de sa surface des languettes formées par estampage ou découpage, qui dépassent de la surface périphérique extérieure du manchon de roulement, en fai- sant élastiquement ressort par leurs extrémités libres dirigées vers les sections périphériques repliées alter- nativement vers l'intérieur et vers l'extérieur. Si l'on introduit ce manchon de roulement dans un alésage, jusqu'à ce que la lèvre d'étanchéité s'étendant sur la périphérie s'appuie avec précontrainte élastique sur la surface de paroi, le manchon de roulement est fixé dans cette position sans ambiguité et durablement, du fait que les languettes dépassant élastiquement de la surface périphérique extérieure du manchon de roulement s'enfoncent dans la paroi de l'alésage et agissent ainsi à la façon de crochets barbelés pour empêcher un dépla- cementdésavantageux du manchon dans l'alésage. Enfin, on introduit à l'intérieur du manchon de roulement, dans un intervalle compris entre les sec- tions périphériques repliées radialement vers l'inté- rieur d'une part et l'extrémité voisine de la cage d'au- tre part, une bague d'étanchéité en matière polymère qui est appuyée à force en étant immobilisée en rotation sur la surface lisse d'un arbre ou d'une bague intérieu- re monté(e) dans le palier radial, et qui est en contact glissant par au moins une lèvre d'étanchéité dans l'alé- sage du manchon de roulement. Ce moyen simple rend dura- blement étanche l'intervalleentre la surface de l'ar- bre ou de la bague intérieure d'une part, et l'alésage du manchon de roulement d'autre part. Lorsqu'en particulier il faut assurer l'étan- chéité contre une haute pression, il s'est avéré appro- prié de réaliser cette étanchéité de façon que la bague d'étanchéité en matière polymère ait une section droite rectangulaire et s'appuie par sa surface périphérique extérieure sur l'alésage du manchon de roulement, tandis que son alésage présente un jeu radial vis-à-vis d'un manchon de tôle et qu'elle est reçue avec un faible jeu axial entre les ailes du manchon de tôle dirigées ra- dialement vers l'extérieur. Si alors un fluide sous hau- te pression, comme par exemple de l'huile, vis-à-vis duquel il faut assurer l'étanchéité, agit sur ce joint d'un côté, la pression déplace axialement la bague d'é- tanchéité à l'intérieur du manchon de tôle en U jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec la branche radiale op- posée de ce manchon. On obtient ainsi entre la bague d'étanchéité et ce rebord radial une surface d'étanchéi- té parfaite. En même temps, du fait que le fluide sous pression peut pénétrer entre l'alésage de la bague d'é- tanchéité d'une part, et le manchon de tôle d'autre part, il s'excerce sur la bague d'étanchéité une pression agissant radialement vers l'extérieur qui la maintient en contact ferme avec l'alésage du manchon de roulement On obtient ainsi un joint dont l'effet d'étanchéité est. d'autant plus important que la pression du fluide dont on doit empêcher la fuite est importante. Il y a lieu de noter que, dans le cas de ce palier radial, par rapport au palier connu par exemple par le Brevet allemand 10 09 445, il suffit de deux com- posants supplémentaires, soit d'une part, la bague en matière polymère qui comporte une lèvre d'étanchéité s'étendant sur la périphérie et, d'autre part, la bague d'étanchéité introduite à l'intérieur du palier. Grâce- à ces deux composants plastiques simples moulés par in- jection, qui ne nécessitent pas d'éléments de fixation supplémentaires, non seulement-on parvient à empêcher parfaitement l'écoulement axial dans un tel palier, mais on obtient en outre pour autre avantage que, même sans composants supplémentaires ni complexité de fabrication particulière, le manchon de roulement est maintenu de façon sûre dans sa position de montage. On y parvient uniquement par le fait que les composants toujours né- cessaires sont conformés sans complexité de fabrication supplémentaire particulière, de telle façon qu'ils peu- vent exercer des fonctions supplémentaires (par. rapport à des réalisations connues). Cela aboutit au résultat d'ensemble avantageux qu'il est ainsi formé une unité modulaire autonome qui ne pose pas de problèmes de trans- port et de montage et nécessite en outre une place de montage qui n'est supérieure que de façon négligeable à celle nécessaire pour les paliers connus, n'ayant pas la fonction d'étanchéité obtenue ici. De plus, la bague à lèvre périphérique peut être en une matière à résistance et dureté relativement élevées, tandis que ladite lèvre peut être en une ma- tière plus molle et élastique, les deux matières étant reliées l'une & l'autre par jonction de matières. On a représenté des exemples de réalisation non limitatifs de l'invention dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un palier radial selon l'invention, et la figure 2 représente une partie à plus grande échelle de ce palier avec une variante de bague d'étan- chéité. La palier à roulement radial représenté sur la figure 1 comprend le manchon de roulement 1 à paroi mince qui comporte à son extrémité gauche un bord 2 re- plié radialement vers l'intérieur, et dans l'alésage duquel roulent des aiguilles de roulement 3 qui sont logées dans une cage 4, et qui roulent d'autre part sur la surface d'un arbre lisse 5. A son extrémité opposée au bord 2, le manchon de roulement 1 est subdivisé en plusieurs sections périphériques 6, 7, dans lesquelles les sections successives sont chaque fois repliées alter- nativement l'une 6 radialement vers l'intérieur et l'au- tre 7 radialement vers l'extérieur. Ces sections périphé- riques 7 repliées vers l'extérieur supportent une bague 8 en matière polymère qui comporte sur une surface ra- diale située du c6té du manchon 1 des lèvres d'étanchéité 9 dirigées axialement et s'étendant sur la périphérie. Le manchon 1 comporte en plusieurs emplacements de sa surface des languettes 10 formées par estampage ou découpage qui dépassent en faisant élastiquement ressort de la surface périphérique extérieure du man- chon 1 par leurs extrémités libres 11 orientées vers les sections périphériques 6, 7 repliées alternativement vers l'intérieur et vers l'extérieur. Ce manchon 1 est introduit dans l'alésage 12 d'un boîtier 13 qui s'achève par une surface de paroi 14 dirigée transversalement à l'axe longitudinal du pa- lier. Lors du montage, on introduit le manchon 1 par la droite dans l'alésage 12 jusqu'à ce que les lèvres d'étanchéité 9 soient en contact étanche sous précon- trainte élastique avec la surface de paroi 14. Aucun autre moyen de fixation n'est nécessaire pour maintenir le manchon 1 dans cette position, car les languettes s'engagent par leurs extrémités 11 à la façon de poin- tes de crochets ou de fils barbelés dans la matière de l'alésage 12 et empêchent que le manchon 1 puisse se déplacer vers la droite. On introduit à l'intérieur du manchon 1, dans l'intervalle compris entre les sections périphériques 6 repliées radialement vers l'intérieur, d'une part, et l'extrémité voisine de la cage 4 d'autre part, une bague d'étanchéité 15 en matière polymère qui est ar- mée par un manchon de tôle 16 ayant une section longi- tudinale en U. Le manchon de tôle 16 supportant la ba- gue d'étanchéité 15 et l'entourant de façon étanche de toutes parts est monté à force en étant immobilisé en rotation sur la surface lisse de l'arbre 5 et s'appuie en contact glissant par les lèvres d'étanchéité 17 dans l'alésage du manchon 1. La palier à roulement radial ainsi conformé et monté empêche à coup sûr un écoulement d'huile de la droite vers la gauche. Il va de soi que la forme en section droite et le nombre des lèvres d'étanchéité 9, respectivement 17, sont quelconques et peuvent être choi- sis selon les données présentes. - Dans le cas du système d'étanchéité représenté sur la figure 2, la bague d'étanchéité 15 qui est logée dans le manchon de tôle 16 à section longitudinale en U, présente une section droite rectangulaire. Elle s'appuie, par sa surface périphérique extérieure dans- l'alésage 18 du manchon 1, tandis que son alésage pré- sente un jeu radial vis-à-vis du manchon de tôle 16. D'autre part, elle est logée avec un léger jeu axial entre les ailes 19 et 20 du manchon de tôle dirigées radialement vers l'extérieur. Si ce système d'étanchéité est changé par la droite, en fluide sous haute pression, la bague d'étan- chéité 15 se place (comme on l'a représenté) en contact étanche contre l'aile radiale de gauche 19 du manchon de tôle 16. En même temps, du fait que le fluide sous pression entre par l'intervalle compris entre la bague d'étanchéité et l'aile radiale droite 20, la bague s'é- largit radialement à partir de son alésage, de sorte que sa pression d'appui sur l'alésage 18 du manchon 1 est simplifiée. Par suite, plus la pression vis-à-vis de laquelle on doit assurer l'étanchéité est élevée, plus la bague d'étanchéité 15 s'appuie d'une part, contre l'aile radiale 19 et d'autre part, contre l'alésage 18 du manchon 1, ce qui garantit une étanchéité sûre, même lorsque la pression augmente. REVENDICATIONS 1.- Palier à roulement radial,comprenant un manchon de roulement à paroi mince (1), en particulier obtenu par étirage de tôle, dans l'alésage duquel rou- lent des éléments cylindriques (3), tels que des aiguil- les de roulement, qui sont logés dans une cage (4), le manchon de roulement (1) comportant à l'une de ses ex- trémités axiales un bord (2) replié radialement vers l'intérieur, contre lequel la cage (4) peut s'appuyer axialement, caractérisé en ce que: - le manchon de roulement (1) est subdivisé à son extrémité opposée au bord (2), en plusieurs sec- tions périphériques (6, 7) dont deux sections successi- ves sont chaque fois repliées alternativement l'une (6) radialement vers l'intérieur et l'autre (7) radialement vers l'extérieur, - aux sections périphériques (7) repliées ra- dialement vers l'extérieur est fixée une bague (8) en matière polymère qui comporte sur une surface radiale située du côté du manchon de roulement (1) au moins une lèvre d'étanchéité (9) dirigée axialement, s'étendant sur la périphérie, et - à l'intérieur du manchon de roulement (1), dans un intervalle compris entre les sections périphéri- ques (6) repliées radialement vers l'intérieur d'une part, et l'extrémité voisine de la cage (4) d'autre part, est introduite une bague d'étanchéité (15) en matière polymère, qui est montée à force en étant immobilisée en rotation sur la surface lisse d'un arbre (5) ou d'une bague intérieure monté dans le palier à roulement radial et qui s'appuie en contact glissant par au moins une lèvre d'étanchéité (17) dans l'alésage du manchon de roulement (1). 2.- Palier suivant la revendication- 1, carac- térisé en ce que le manchon de roulement (1) comporte en plusieurs emplacements de sa surface des languettes (10) formées par estampage ou découpage, qui dépassent de la surface périphérique extérieure du manchon de rou- lement (1), en faisant élastiquement ressort, par leurs extrémités libres (11) qui sont dirigées vers les sec- tions périphériques (6, 7) repliées alternativement vers l'intérieur et vers l'extérieur. 3.- Palier à roulement radial suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (15) en matière polymère est armée par un manchon de tôle (16) à section longitudinale en U qui s'appuie par une partie centrale cylindrique sur l'arbre (5) ou une bague intérieure, et en ce que cette partie centrale comporte à ses deux extrémités des rebords dirigés ra- dialement vers l'extérieur, qui reçoivent entre eux la bague d'étanchéité (15). 4.- Palier suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que la bague d'étanchéité (15) en matière polymère présente une section droite rectangulaire et s'appuie par sa surface périphérique extérieure dans l'alésage (18) du manchon de roulement (1), tandis que son alésage présente un jeu radial vis-à-vis du manchon de tôle (16) et en ce qu'elle est reçue avec un faible jeu axial entre les ailes (19, 20) dirigées radialement vers l'extérieur, du manchon de tôle (16). 5.- Palier suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la bague (8) fixée sur les sections périphériques (7) dirigées radialement vers l'extérieur est constituée par une matière polymère de résistance et de dureté relativement élevées, tandis que la lèvre d'étanchéité (9) est constituée par une matière polymère élastique plus molle, les deux matières étant reliées entre elles par jonction de matières.