Brevet FR2691219A1 — publié le 19931119

L'invention concerne un coussinet de palier pour le logement d'une extrémité d'un arbre dans une paroi, notamment dans une aile d'un profilé sensiblement en forme de "U", le coussinet de palier comportant un corps de coussinet à travers lequel s'étend un alésage intérieur traversant destiné à recevoir l'arbre, et, à une extrémité frontale du corps de coussinet, une embase qui fait saillie radialement de celui- ci, et qui, à l'état monté dans lequel le coussinet de palier est inséré, avec son corps de coussinet, dans un alésage traversant de la paroi, s'appuie de manière jointive sur une des surfaces latérales de cette paroi. Notamment dans le cas de dispositifs d'ancrage pour du fret dans les avions, il est nécessaire de pouvoir loger des arbres avec leurs deux extrémitésdaosdes parois latérales verticales opposées d'un profilé ouvert vers le haut, d'une manière la plus simple et la plus économique possible De tels profilés constituent par exemple la base d'ancrages de conteneurs de fret, qui doivent être ancrés à l'aide de raccords rapides, dans des rails encastrés dans le plancher de la soute à fret. Le logement des arbres peut être du type tournant ou fixe en rotation Dans le premier cas, l'arbre tourne par rapport aux parois latérales du profilé, tandis que dans le second cas, un autre élément est logé tournant sur l'arbre fixe. Il est essentiel que de tels arbres et leurs paliers soient conçus de manière à pouvoir absorber, en se référant au profilé de support, des forces considérables, notamment en direction radiale Si sur un tel arbre est fixé, par exemple un verrou pouvant s'encliqueter de manière fixe, à l'aide duquel un conteneur de fret doit être maintenu sur le plancher de la soute à fret de l'avion, l'arbre avec ses paliers doit 2 2691219 absorber, lors de mouvements de vol s'écartant du vol horizontal, des forces qui peuvent devenir extraordinairement grandes. En outre, le profilé dans lequel sont logés ces arbres, doit être le plus léger possible Aussi, il est fabriqué en aluminium, et ses ailes ou parois latérales opposées possèdent des alésages traversants alignés l'un avec l'autre, au travers desquels s'étendent les arbres considérés de manière à ce que les extrémités d'arbre ne dépassent que faiblement, ou pas du tout, du côté extérieur de la paroi de profilé Comme l'aluminium est trop ductile pour permettre le logement de ces arbres dans ces alésages avec la résistance nécessaire, dans chaque alésage est inséré un coussinet de palier en acier, constitué d'un corps de coussinet de forme essentiellement cylindrique creuse, c'est à dire possédant un alésage intérieur traversant, ce corps de coussinet comportant une embase en saillie radiale à l'une de ses extrémités frontales. Dans le cas de coussinets de palier connus, la longueur axiale du corps de coussinet est choisie environ égale à l'épaisseur de la paroi de profilé dans laquelle ce coussinet doit être inséré Le diamètre intérieur de l'alésage dans la paroi de profilé est égal au diamètre extérieur du corps de coussinet cylindrique creux, de sorte que celui- ci peut être monté dans l'alésage de la paroi en y étant ajusté glissant juste ou même à force A cette occasion, le coussinet est enfilé jusqu'à ce qu'il vienne se mettre en appui avec son embase en saillie, contre l'une des surfaces latérales de la paroi de profilé. Si à présent, un arbre logé de la sorte à ses deux extrémités, est soumis à des forces considérables dans la direction radiale, cet arbre a tendance à fléchir dans la direction de ces forces, les axes longitudinaux des coussinets de palier étant ainsi basculés par rapport à l'axe longitudinal d'incorporation, avec une déformation et un évasement des alésages l'accueillant En outre, les extrémités supérieures libres des ailes de profilé ont tendance à s'écarter ou à se rapprocher l'une de l'autre, suivant la direction de la force agissant radialement sur l'arbre Ces déformations peuvent devenir suffisamment importantes pour provoquer l'extraction de l'arbre, ou bien, en commun avec les coussinets de palier, hors des alésages accueillant les coussinets, ou bien, avec leur extrémités, hors des coussinets de palier. En vue d'éviter ces effets indésirables, il était usuel jusqu'à présent de dimensionner l'épaisseur de paroi des ailes du profilé au plus large possible Pour ne pas ainsi faire croître de manière excessive le poids du profilé, des évidements ou des encoches ont été prévus dans les parois latérales de profilé, à tous les endroits dépourvus d'alésages de palier En ce qui concerne la fabrication, cela s'est traduit par le fait que les profilés, selon un premier procédé, ont été extrudés en présentant une épaisseur de paroi plus importante sur toute la longueur, les évidements servant au gain de poids étant ensuite réalisés par fraisage En variante, la seule possibilité était de fabriquer les profilés en tant que pièces individuelles, par moulage Les deux modes de fabrication sont toutefois complexes et engendrent des coûts élevés. Par rapport à cela, le but fondamental de l'invention consiste à développer un coussinet de palier du type de celui mentionné en introduction, de manière à ce que pour une sollicitation admissible restant constante, il soit possible d'utiliser des profilés d'une faible épaisseur de paroi en continu, sans risque d'une déformation, aussi bien des alésages de palier que des profilés eux-mêmes, pouvant entraîner un échappement par glissement des arbres. Ce but est atteint conformément à l'invention, grâce à la solution caractérisée en ce que la longueur axiale du corps de coussinet est supérieure à l'épaisseur de la paroi recevant le coussinet de palier, en ce que dans la surface intérieure de l'alésage intérieur du corps de coussinet est réalisé un évidement radial s'étendant de manière périphérique et situé à une distance de l'embase en saillie radiale, égale à l'épaisseur axiale de la paroi, de sorte que le corps de coussinet, après l'insertion du coussinet de palier dans la paroi, peut être comprimé dans la direction axiale en subissant une déformation plastique, de façon à ce qu'il se forme sur le côté de la paroi opposé à celui o se trouve l'embase du coussinet de palier, un bourrelet en saillie radiale, qui, en commun avec l'embase, relie le coussinet de palier à la paroi, par complémentarité de forme. Ces mesures conformes à l'invention ont pour conséquence que les coussinets de palier reliés par complémentarité de forme aux parois de profilé, ne peuvent plus basculer dans leurs ouvertures suite à la déformation et à l'évasement de ces ouvertures Pour engendrer un tel basculement, l'ensemble de la paroi de profilé devrait se déformer en forme de "S". Les forces nécessairesà cela sont toutefois sensiblement plus élevées que les forces qui sont suffisantes pour produire l'évasement et la déformation des alésages de palier En raison de leur liaison par complémentarité de forme avec les parois latérales de profilé, les coussinets de palier ne peuvent plus s'en échapper par glissement Comme tout basculement des coussinets de palier par rapport à leur position de montage est impossible, il est également exclu de manière fiable que les extrémités d'arbre puissent être extraites des coussinets de palier. Il est ainsi possible d'absorber des forces de même grandeur avec des parois latérales de profilé, qui possèdent en continu une faible épaisseur, c'est à dire que, notamment dans les zones o sont prévus des coussinets de palier, ces profilés n'ont pas besoin de présenter un épaisseur de paroi plus importante que dans leurs autres parties En raison de leur épaisseur de paroi uniforme en continu, de tels profilés peuvent être extrudés sans qu'il soit nécessaire de réaliser ultérieurement par fraisage ou d'autres opérations d'usinage, des évidements ou analogues destinés à réduire partiellement l'épaisseur de paroi. Selon des caractéristiques de construction conformes à l'invention, l'alésage intérieur traversant, du coussinet de palier, présente, perpendiculairement à son axe longitudinal, une section de forme circulaire ou de forme carrée Aussi, le côté extérieur du corps de coussinet présente la forme d'un cylindre circulaire ou d'un prisme carré, en section perpendiculairement à l'axe longitudinal. Selon une autre caractéristique de construction de l'invention, l'évidement à l'intérieur de l'alésage du coussinet est réalisé sous la forme d'une rainure présentant une section droite sensiblement carrée Par ailleurs, dans la zone de transition entre la surface extérieure du corps de coussinet et l'embase en saillie radiale, est prévu un dégagement se présentant sous la forme d'une rainure s'étendant radialement vers l'intérieur, sur la totalité de la périphérie extérieure du corps de coussinet. Si on laisse dépasser les extrémités d'un arbre logé dans un tel profilé à l'aide de coussinets de palier conformes à l'invention, d'une certaine valeur vers l'extérieur, au-delà des coussinets de palier comprimés, il est possible de s 6 2691219 rapporter sur ces extrémités d'arbre, des dispositifs, par exemple de simples bagues de retenue, qui excluent ou limitent à une valeur minimale, la translation axiale de l'extrémité d'arbre par rapport au coussinet de palier et ainsi également par rapport aux parois latérales de profilé Un arbre qui est logé de cette manière dans un profilé en 'lu" ouvert d'un côté, agit comme un organe de traction qui empêche que les parois latérales de profilé puissent s'écarter l'une de l'autre de la façon décrite en introduction. Les coussinets de palier sont de préférence insérés dans les parois latérales de profilé de manière à ce que leurs embases en saillie radiale et existant dès le départ, soient disposées sur le côté intérieur du profilé Ces embases présentant une épaisseur uniforme peuvent alors en même temps faire office de surfaces de butée et d'entretoises pour des pièces montées sur l'arbre et se déplaçant vers le profilé. Selon un procédé de montage particulièrement préféré, les coussinets de palier dans un premier temps encore non déformés, sont insérés dans les alésages les recevant dans la paroi, de manière à ce que leur embase en saillie radiale s'appuie sur l'une des surfaces latérales de la paroi. Ensuite, est introduit dans l'alésage intérieur du coussinet de palier, un mandrin dont le diamètre extérieur est ajusté glissant juste au diamètre intérieur de l'alésage du coussinet de palier C'est seulement après l'introduction de ce mandrin, que le coussinet de palier est comprimé dans la direction axiale en subissant une déformation plastique, le mandrin étant à nouveau extrait de l'alésage intérieur du coussinet de palier, après la compression, en vue de permettre l'introduction de l'arbre à loger Cela permet de garantir que l'écoulement de matière en direction radiale ne s'effectue que vers l'extérieur en conduisant à la formation du bourrelet souhaité L'espace intérieur de l'alésage intérieur du coussinet de palier destiné à l'introduction ultérieure de l'arbre à monter, reste inchangé En outre, le mandrin permet de garantir que la partie du coussinet de palier se déplaçant en direction axiale ne soit pas déportée radialement ou ne se mette pas de travers. A la place d'un mandrin séparé, qui doit à nouveau être extrait après la compression des coussinets de palier, il est également possible, lorsque les conditions géométriques le permettent, que le coussinet de palier soit comprimé dans la direction axiale lorsque l'arbre est déjà inséré. Selon une autre caractéristique de l'invention, la compression du coussinet de palier s'effectue de manière à ce que les parois latérales de l'évidement à l'intérieur de l'alésage du coussinet, opposées l'une à l'autre et initialement à distance l'une de l'autre, viennent se mettre en appui l'une contre l'autre. Dans la suite, l'invention va être décrite plus en détail au regard d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé dont la figure unique montre une vue en section transversale du profilé en forme de "Ut, dans les parois latérales duquel sont incorporés deux coussinets de palier conformes à l'invention, opposés l'un à l'autre et destinés à loger un arbre traversant, l'incorporation étant réalisée partiellement sur le côté gauche de la figure, et étant achevé sur le côté droit de la figure. Comme le laisse entrevoir la figure, le profilé en forme de "U" ( 1) comporte une âme transversale continue ( 2), située dans le bas sur la figure, dont la partie centrale à été omise sur la figure pour des raisons de simplification de la représentation. A chacune des extrémités de l'âme transversale ( 2) se raccorde à angle droit, une aile ( 4,5) faisant saillie vers le haut Sur la totalité de la longueur du profilé s'étendent, à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure de chacune des deux ailes ( 4) ou ( 5), des nervures de renfort ( 6, 7) ou ( 8, 9) qui présentent une section transversale en forme de "L", et qui sont rattachées aux ailes ( 4) et ( 5) de façon à former avec celles- ci une section transversale en forme de "C" ouverte vers l'extérieur, c'est à dire dans la direction s'éloignant du plan médian longitudinal du profilé ( 1). Les deux parois ou ailes ( 4,5) du profilé ( 1) présentent des alésages ( 10, 11) opposés l'un à l'autre dont deux sont représentés sur la figure Dans ces alésages sont insérés des coussinets de palier ( 14), dont celui se trouvant à gauche sur la figure possède encore la forme avec laquelle il a été fabriqué et enfilé dans l'alésage ( 11), tandis que le coussinet de palier représenté à droite sur la figure, est déjà totalement monté en ayant subi une compression dans la direction axiale. Comme le laisse entrevoir la figure, chacun des coussinets de palier ( 14) comporte un corps de coussinet ( 16) cylindrique, dont le diamètre extérieur est choisi de manière à ce que les coussinets ( 14) puissent être introduits par un ajustement glissant juste dans les alésages ( 10) et ( 11) A l'une de ses deux extrémités frontales, chaque corps de coussinet ( 16) possède une embase ( 18) en saillie radiale, qui à l'état monté s'appuie, avec sa surface frontale dirigée vers le corps de coussinet ( 16), contre la surface latérale intérieure de l'aile de profilé correspondante ( 4, 5) Pour permettre cet appui jointif sans être obligé de prévoir un chanfrein aux alésages ( 10, 11), un dégagement est réalisé dans la zone de transition entre l'embase ( 18) et la surface extérieure cylindrique du corps de coussinet ( 16), ce dégagement se présentant sous la forme d'une rainure ( 19) de faible profondeur radiale et s'étendant sur toute la périphérie. La longueur axiale du corps de coussinet ( 16) cylindrique est égale, à l'état non comprimé du coussinet de palier ( 14), environ au double de l'épaisseur de paroi des ailes ( 4) ou ( 5). A travers le corps de coussinet ( 16) s'étend, dans la direction axiale, un alésage traversant ( 20) de section transversale circulaire, qui, en vue de recevoir l'arbre ( 22) à loger, présente un diamètre intérieur qui est égal au diamètre extérieur de l'arbre ( 22) L'épaisseur de paroi du corps de coussinet ( 16) cylindrique est légèrement inférieure au demi-diamètre intérieur de l'alésage traversant ( 20) Pour faciliter l'introduction de l'arbre ( 22), l'alésage intérieur ( 20) est légèrement évasé en entonnoir à ses deux extrémités axiales. Dans la surface cylindrique intérieure de l'alésage ( 20) est réalisée une rainure ( 24) s'étendant en direction périphérique et radialement vers l'extérieur sur environ 2/3 de l'épaisseur de paroi, et qui dans l'exemple de réalisation représenté, possède une section transversale sensiblement carrée La distance de la paroi latérale de rainure ( 25) la plus proche de l'embase ( 18), à la surface frontale de l'embase ( 18), dirigée vers le corps de coussinet, est égale à l'épaisseur de paroi des ailes de profilé ( 4, 5). Après qu'un tel coussinet de palier ( 14) ait été inséré dans l'alésage ( 10) ou ( 11) correspondant, de la manière représentée sur le côté gauche de la figure, un mandrin est introduit dans son alésage ( 20) et occupe totalement l'espace intérieur du coussinet, de manière similaire à l'arbre ( 22) montré sur la droite de la figure Ensuite, le coussinet de palier ( 14) est comprimé dans la direction axiale, le mandrin ayant été introduit empêchant que lors de cette déformation plastique, il se produise un écoulement de matière vers l'intérieur de l'alésage ( 20) en réduisant la section de passage de celui-ci En outre, le mandrin assure que la partie du corps de coussinet 16, qui lors de la compression axiale est déplacée en direction de l'aile de profilé correspondante ( 4) ou ( 5), ne se déplace effectivement que dans la direction axiale, sans qu'il se produise un déplacement radial ou un coincement, qui pourraient également rendre plus difficile l'introduction ultérieure de l'arbre ( 22), voire empêcher celle-ci dans le cas le plus défavorable. La compression axiale des coussinets de palier ( 14) est poursuivie jusqu'à ce que les parois latérales ( 25, 26) opposées l'une à l'autre, de la rainure, viennent au contact l'une de l'autre, c'est à dire encore un peu plus loin que ce qui est représenté sur le côté droit de la figure En effet, la rainure ( 24) a été ici représentée avec une largeur résiduelle plus grande, pour des raisons de clarté de représentation. En raison de la déformation plastique engendrée par la compression dans la direction axiale, un bourrelet de bordure ( 28) se forme par bombement sur le côté de l'aile de profilé ( 4) ou ( 5) se trouvant à l'opposé de celui o se situe l'embase ( 18), ce bourrelet ( 28) s'étendant sur la totalité de la périphérie du coussinet de palier ( 14) Le bourrelet de bordure également empêché de manière fiable. 1 1 Il en est de même pour des forces qui agissent dans le sens opposé de la flèche F, et qui, sans les mesures conformes à l'invention, pourraient conduire à un affaissement vers l'intérieur des parois latérales de profilé ( 4, 5). En raison de la grande rigidité du dispositif monté, pouvant être obtenue grâce à la configuration décrite des coussinets de palier, il est possible, pour une même sollicitation admissible, de choisir une épaisseur de paroi des ailes de profilé ( 4, 5), sensiblement plus faible que celle utilisée jusqu'à présent Il est ainsi possible, tout en réduisant le poids, de réaliser ces ailes ( 4, 5) de manière à ce qu'elles présentent une épaisseur de paroi constante sur toute la longueur En conséquence, l'ensemble du profilé ( 1) peut être fabriqué selon un procédé d'extrusion, ce qui conduit à une réduction considérable des coûts. Les avantages qui viennent d'être décrits sont obtenus indépendamment du fait que l'arbre ( 22) soit logé tournant ou fixe en rotation dans les coussinets *de palier ( 14). Dans l'exemple de réalisation représenté, l'arbre ( 22), les alésages intérieurs ( 20) des coussinets ( 14), ainsi que les alésages de palier ( 10, 11) des ailes de profilé ( 4, 5), présentent chacun une section transversale de forme circulaire Le principe de l'invention ne dépend toutefois pas de cette forme de section transversale, et peut également être mis en oeuvre pour une forme carrée ou d'autres formes de section transversale Il en est de même également lorsque les deux parois dans lesquelles doivent être logées les extrémités d'arbre, ne font pas partie d'un seul et même profilé, et/ou ne s'étendent pas parallèlement l'une à l'autre. REVEND ICAT IONS 1 Coussinet de palier ( 14) pour le logement de l'extrémité ( 30) d'un arbre ( 22) dans une paroi, notamment dans une aile ( 4, 5) d'un profilé ( 1) sensiblement en forme de 'Ul, le coussinet de palier ( 14) comportant un corps de coussinet ( 16) à travers lequel s'étend un alésage intérieur ( 20) traversant, destiné à recevoir l'arbre ( 22), et, à une extrémité frontale du corps de coussinet ( 16), une embase ( 18) qui fait saillie radialement de celui-ci, et qui, à l'état monté dans lequel le coussinet de palier ( 14) est inséré, avec son corps de coussinet ( 16), dans un alésage traversant ( 10, 11) de la paroi ( 4, 5), s'appuie de manière jointive sur une des surfaces latérales de cette paroi ( 4, 5), caractérisé en ce que la longueur axiale du corps de coussinet ( 16) est supérieure à l'épaisseur de la paroi ( 4, 5) recevant le coussinet de palier ( 14), en ce que dans la surface intérieure de l'alésage intérieur ( 20) du corps de coussinet ( 16) est réalisé un évidement radial ( 24) s'étendant de manière périphérique et situé à une distance de l'embase ( 18) en saillie radiale, égale à l'épaisseur axiale de la paroi ( 4, ), de sorte que le corps de coussinet ( 16), après l'insertion du coussinet de palier ( 14) dans la paroi ( 4, 5), peut être comprimé dans la direction axiale en subissant une déformation plastique, de façon à ce qu'il se forme sur le côté de la paroi ( 4, 5) opposé à celui o se trouve l'embase ( 18) du coussinet de palier ( 14), un bourrelet ( 28) en saillie radiale, qui, en commun avec l'embase ( 18), relie le coussinet de palier ( 14) à la paroi ( 4, 5), par complémentarité de forme. 2 Coussinet de palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage intérieur traversant ( 20) présente, perpendiculairement à son axe longitudinal, une section transversale de forme circulaire. 3 Coussinet de palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage intérieur traversant ( 20) présente, perpendiculairement à son axe longitudinal, une section transversale de forme carrée. 4 Coussinet de palier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le côté extérieur du corps de coussinet ( 16) présente la forme d'un cylindre circulaire dans la section transversale perpendiculairement à l'axe longitudinal. Coussinet de palier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le côté extérieur du corps de coussinet ( 16) présente la forme d'un prisme carré dans la section transversale perpendiculairement à l'axe longitudinal. 6 Coussinet de palier selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que l'évidement ( 24) est réalisé sous la forme d'une rainure présentant une section transversale sensiblement carrée. 7 Coussinet de palier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la zone de transition entre la surface extérieure du corps de coussinet ( 16) et l'embase ( 18) en saillie radiale, est prévu un dégagement se présentant sous la forme d'une rainure ( 19) s'étendant radialement vers l'intérieur, sur la totalité de la périphérie extérieure du corps de coussinet ( 16). 8 Coussinet de palier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité ( 30) d'un arbre ( 22) logé dans le coussinet de palier ( 14), fait suffisamment saillie hors de ce coussinet de palier ( 14), dans la direction axiale, pour permettre de fixer sur l'arbre, un dispositif qui limite à une valeur minimale, la translation axiale de l'extrémité ( 30) par rapport au coussinet de palier ( 14). 9 Procédé pour l'incorporation d'un coussinet de palier ( 14) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussinet de palier ( 14) est inséré dans l'alésage traversant ( 10, 11) dans la paroi ( 4, 5), de manière à ce que son embase ( 18) en saillie radiale s'appuie sur l'une des surfaces latérales de la paroi ( 4, 5), en ce que dans l'alésage intérieur ( 20) du coussinet de palier ( 14) est introduit un mandrin ajusté glissant juste, en ce que le coussinet de palier ( 14), lorsque le mandrin a été introduit, est comprimé dans la direction axiale en subissant une déformation plastique, et en ce que le mandrin est à nouveau extrait hors de l'alésage intérieur ( 20) du coussinet de palier ( 14), après la compression, en vue de permettre l'introduction de l'arbre ( 22) à loger. Procédé pour l'incorporation d'un coussinet de palier ( 14) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le coussinet de palier ( 14) est inséré dans l'alésage traversant ( 10, 11) dans la paroi ( 4, 5), de manière à ce que son embase ( 18) en saillie radiale s'appuie sur l'une des surfaces latérales de la paroi ( 4, 5), en ce que dans l'alésage intérieur ( 20) du coussinet de palier ( 14) est introduit l'arbre ( 22) devant y être logé, en ce que le coussinet de palier ( 14), lorsque l'arbre ( 22) est introduit, est comprimé dans la direction axiale en subissant une déformation plastique. 11 Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la compression du coussinet de palier ( 14) s'effectue de manière à ce que les parois latérales ( 25, 26) de l'évidement ( 24), opposées l'une à l'autre et initialement à distance l'une de l'autre, viennent se mettre en appui l'une contre l'autre.