Brevet FR2696593A1 — publié le 19940408

La présente invention concerne un palier de moteur électrique du type comportant une rotule destinée à être montée dans un flasque d'extrémité du moteur pour supporter une des extrémités de l'axe du rotor du moteur électrique. L'invention concerne plus particulièrement un palier du type de celui décrit et représenté dans le document FR-A-2 588 628 dans lequel la rotule est montée dans le flasque au moyen d'une coupelle de retenue dont la partie périphérique d'ancrage est montée dans une portée cylindrique du flasque et dont la partie centrale coopère avec la surface externe sphérique de la rotule pour emprisonner élastiquement cette dernière. La rotule retenue par la coupelle dans le flasque est soumise à une réaction d'induit du rotor importante et la coupelle doit pouvoir résister à des efforts axiaux et radiaux de valeur relativement élevée. A cet effet, le document FR-A-2 588 628 propose une conception de palier dans laquelle la rotule est emprisonnée entre le flasque et la coupelle bloquée sur le flasque, la 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 sphérique externe de la rotule, et une zone annulaire sensiblement plane et orthogonale à l'axe de la coupelle, qui est située entre la bordure périphérique et la partie centrale et qui est constituée de branches radiales élastiques de manière que la coupelle présente, 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 sensiblement constant d'un montage à l'autre. On constate toutefois que cette conception nécessite de réaliser un flasque de forme particulièrement complexe dans la mesure o il doit comporter une surface de portée concave avec laquelle coopère la surface périphérique sphérique de la rotule ainsi qu'une portée cylindrique pour l'ancrage de la bordure périphérique de la coupelle. Une telle conception complexe du flasque en augmente notablement le prix et l'on constate de plus que la valeur du couple de rotulage ne peut être assurée de manière constante et fiable d'un montage à l'autre, dans la mesure o elle dépend non seulement de la réalisation précise de la coupelle et du flasque, mais également du positionnement relatif de ses deux éléments lors de l'assemblage en vue de l'emprisonnement de la rotule. Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un palier de moteur électrique du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que la partie centrale de la coupelle assure la retenue de la rotule selon la direction axiale du palier dans les deux sens de sollicitation de la rotule par rapport au flasque. Grâce à cette caractéristique principale de l'invention, la valeur du couple de rotulage est indépendante de la précision de l'opération de montage de la coupelle dans le flasque. Selon d'autres caractéristiques de l'invention la partie centrale de la coupelle comporte une surface de portée concave qui coopère avec une première portion de la surface externe de la rotule qui s'étend d'un premier côté du plan diamétral de symétrie de la rotule, et comporte une série de bras élastiques centraux dont les portions d'extrémités libres coopèrent avec une seconde portion de la surface externe de la rotule qui s'étend du second côté du plan diamétral de symétrie de la rotule; la partie concave est formée à l'intérieur d'une couronne centrale à contour fermé dont la section transversale diminue progressivement le long de l'axe de la coupelle; la portion d'extrémité libre de chacun des bras élastiques centraux comporte une surface de portée concave, sensiblement sphérique; chaque bras central est réalisé sous la forme d'une lame élastique qui s'étend depuis un bord radial extérieur de la couronne centrale; chaque bras central comporte une première branche qui s'étend vers l'extérieur dans un plan radial, un pli médian en épingle à cheveux et une seconde branche qui s'étend radialement vers l'intérieur en direction de la rotule en formant un angle par rapport à la première branche et qui se termine par ladite portion d'extrémité libre; la seconde branche de chaque bras central présente, en section par un plan axial, un profil courbe dont la convexité est tournée vers l'axe de la coupelle; la portion centrale comporte une série de n bras élastiques centraux répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe de la coupelle; la coupelle comporte une série de bras élastiques périphériques dont les portions d'extrémités libres coopèrent avec la portée cylindrique du flasque; chaque bras périphérique est réalisé sous la forme d'une lame élastique qui s'étend depuis un bord radial extérieur de la couronne centrale; chaque bras périphérique comporte une première branche qui s'étend vers l'extérieur dans un plan radial et une seconde branche qui s'étend axialement et qui se termine par une portion d'extrémité libre d'ancrage; la seconde branche de chaque bras périphérique s'étend axialement de part et d'autre du plan diamétral de symétrie de la rotule; les premières branches des bras centraux et des bras périphériques s'étendent vers l'extérieur dans un même plan radial; la portion d'extrémité libre d'ancrage de chaque bras périphérique s'étend radialement vers l'extérieur en formant un angle aigu par rapport à la direction de la seconde branche; la coupelle comporte une série de N bras élastiques périphériques répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe de la coupelle; la rotule est un tronc de sphère comportant un alésage axial susceptible de recevoir une extrémité d'un rotor du moteur électrique; le bord radial intérieur de plus petit diamètre de la couronne centrale s'étend sensiblement au droit de l'une des faces d'extrémité de la rotule; la coupelle est réalisée en une seule pièce en tôle et est obtenue par découpe, formage et pliage. L'invention propose également une coupelle de retenue pour un palier de moteur électrique réalisé conformément aux enseignements de l'invention. L'invention propose enfin un moteur électrique équipé d'un palier réalisé conformément aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe axiale, selon la ligne 1-1 de la figure 3, d'un palier réalisé conformément aux enseignements de l'invention et qui est illustré en position partiellement assemblée; la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 sur laquelle le palier est illustré en position assemblée; la figure 3 est une vue selon la flèche F 3 de la figure 1 de la coupelle de retenue et de la rotule du palier; la figure 4 est une vue latérale selon la flèche F 4 de la figure 3; la figure 5 est une vue latérale selon la flèche F 5 de la figure 3; et la figure 6 est une vue en perspective de la coupelle de retenue et de la rotule du palier. On a représenté sur les figures 1 et 2 la partie centrale 10 d'un flasque d'un moteur électrique dont l'axe de rotation X-X illustré sur la figure correspond à l'axe de rotation du rotor du moteur (non représenté). Cette partie centrale comporte un alésage cylindrique 12 servant de portée d'ancrage pour un palier 14 de support d'une des extrémités de l'axe du rotor. Il convient de noter que le terme flasque doit être compris dans un sens très général comme désignant une pièce ou une plaque comportant un tronçon de portée cylindrique d'ancrage 12 constituant un logement propre à recevoir le palier 14. Le palier 14 est constitué d'une rotule 16 et d'une coupelle de retenue et d'ancrage 18. Selon une technique connue, la rotule 16 est un tronçon de sphère qui comporte un alésage central 20, destiné à recevoir une extrémité de l'axe de rotation du rotor, d'axe géométrique Y-Y et qui s'étend symétriquement de part et d'autre d'un plan diamétral de symétrie PD. La surface périphérique extérieure 22 de la rotule 16 est donc un tronçon de surface sphérique répartie symétriquement de part et d'autre du plan PD et délimitée axialement par les deux faces d'extrémités opposées 24 et 26 de la rotule. La coupelle 18 comporte une partie centrale de retenue de la rotule 16 et une partie périphérique d'ancrage de la coupelle 18 dans la portée 12. La partie centrale est constituée par une couronne centrale 30 et par trois bras centraux 28 répartis régulièrement autour de l'axe de la coupelle qui, dans la position alignée de la rotule illustrée aux figures 1 et 2, est confondu avec l'axe Y-Y de cette dernière. La couronne centrale 30 est une couronne annulaire sensiblement en forme d'un tronc de sphère, de contour continu et qui délimite une surface de portée concave 32 de profil sensiblement complémentaire de celui de la surface sphérique 22 de la rotule 16. La surface de portée concave 32 coopère avec une première partie de la surface sphérique 22 située d'un côté du plan de symétrie PD, à gauche en considérant les figures 1 et 2. La section transversale circulaire de la couronne centrale 30 diminue progressivement le long de l'axe Y-Y, de la droite vers la gauche en considérant les figures. La couronne centrale 30 se prolonge vers l'extérieur par un flanc radial 34 qui s'étend dans un plan radial PR perpendiculaire à l'axe de la coupelle et décalé axialement, vers la gauche en considérant la figure 1, par rapport au plan diamétral de symétrie PD. Le bord radial intérieur 36 de plus petit diamètre de la couronne centrale 30 s'étend sensiblement au droit de la face d'extrémité 24 de la rotule 16. Chaque bras central 28 est réalisé sous la forme d'une lame déformable élastiquement et comporte une première branche 38 qui s'étend radialement vers l'extérieur dans le plan radial PR et qui est reliée à une seconde branche 40 par un pli médian en forme d'épingle à cheveux 41. Comme on peut le constater que les figures 1 et 2, chaque bras central présente, en section par un plan axial, sensiblement une forme en V renversé dont l'ouverture est tournée vers la surface 22 de la rotule 16. La première branche 38 est sensiblement rectiligne tandis que la seconde branche 40 présente un profil courbe dont la convexité est tournée en direction de la surface 22 de la rotule 16. Chaque seconde branche 40 se termine par une portion d'extrémité libre 42 dont la face interne 44 coopère élastiquement avec une seconde portion de la surface 22 de la rotule 16 située de l'autre côté du plan de symétrie PD, par rapport à la première portion qui coopère avec la surface de portée concave 32, de manière que les bras centraux 28 constituent une série de pinces qui sollicitent axialement la rotule 16 selon la direction de la flèche F 3 de la figure 1. La face interne 44 des portions d'extrémité 42 peut présenter un profil légèrement concave qui coopère avec la surface sphérique 22 de la rotule 16. La rotule 16 est ainsi retenue axialement dans les deux sens à l'intérieur de la partie centrale de la coupelle 18 et le choix du matériau dans lequel est réalisée la coupelle ainsi que la conformation et les dimensions des bras centraux 28 déterminent la valeur du couple de rotulage. Par couple de rotulage, on désigne le couple résistant opposé par la rotule 16 à un mouvement de rotation autour de son centre O Un tel mouvement de rotation de la rotule 16 permet, en particulier, de compenser un défaut d'alignement entre l'axe Y-Y de la coupelle 18 et l'axe du palier prévu à l'autre extrémité de l'arbre du rotor. La partie périphérique d'ancrage de la coupelle 18 est constituée par trois bras périphériques 46 qui sont régulièrement répartis autour de l'axe Y-Y de la coupelle et qui sont intercalés avec des bras centraux 28. Chaque bras périphérique 46 est réalisé sous la forme d'une lame déformable élastiquement et comporte une première branche 48 qui s'étend radialement vers l'extérieur dans le plan radial PR et qui se prolonge par une seconde branche qui s'étend dans une direction axiale sensiblement perpendiculaire au plan radial PR en formant un coude de raccordement 51. Chaque seconde branche 50 d'un bras périphérique 48 se termine par une portion d'extrémité libre 52 qui s'étend radialement vers l'extérieur en formant un angle aigu par rapport à la direction axiale de la seconde branche 50. Le bord radial d'extrémité libre extérieur 54 de la portion d'extrémité 52 est prévu pour coopérer avec la surface de portée cylindrique 12 du flasque 10 pour assurer l'ancrage en position de la coupelle 18 dans le flasque 10 par emmanchement à force, selon la direction axiale indiquée par la flèche F 3 de la figure 1 de la coupelle 18, préalablement équipée de la rotule 16, dans la portée cylindrique 12. La force de serrage radial de la coupelle 18 dans la portée 12 est déterminée par les dimensions des bras périphériques 46 et par le choix du matériau dans lequel est réalisée la coupelle. Comme on peut le constater sur les figures 1 et 2, les secondes branches 50 s'étend axialement de part et d'autre du plan diamétral de symétrie PD de manière que la zone d'ancrage soit décalée axialement par rapport à ce plan. Du fait que les bras périphériques d'ancrage 46 sont indépendants des bras centraux de serrage 28, le montage par emmanchement à force de la coupelle 18 dans sa portée cylindrique 12 ne modifie en aucune manière la valeur du couple de rotulage du palier. La coupelle 18 est par exemple réalisée en tôle découpée, formée et pliée. REVENDICATIONS 1 Palier ( 14) de moteur électrique du type comportant une rotule ( 16) destinée à être montée dans un flasque ( 10) d'extrémité du moteur au moyen d'une coupelle de retenue ( 18) dont la partie périphérique d'ancrage montée dans une portée cylindrique ( 12) du flasque ( 10) et dont la partie centrale coopère avec la surface externe sphérique ( 22) de la rotule ( 16) pour emprisonner élastiquement cette dernière, caractérisé en ce que la partie centrale de la coupelle ( 28, 30) assure la retenue de la rotule ( 16) selon la direction axiale (Y-Y) du palier ( 14) dans les deux sens de sollicitation de la rotule par rapport au flasque ( 10). 2 Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale de la coupelle comporte une surface de portée concave ( 32) qui coopère avec une première portion de la surface externe ( 22) de la rotule ( 16) qui s'étend d'un premier côté du plan diamétral de symétrie (PD) de la rotule ( 16), et comporte une série de bras élastiques centraux ( 38) dont les portions d'extrémités libres ( 42) coopèrent avec une seconde portion de la surface externe ( 22) de la rotule ( 16) qui s'étend du second côté du plan diamétral de symétrie (PD) de la rotule. 3 Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite portée concave ( 32) est formée à l'intérieur d'une couronne centrale ( 30) à contour fermé dont la section transversale diminue progressivement le long de l'axe (Y-Y) de la coupelle ( 18). 4 Palier selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion d'extrémité libre ( 42) de chacun des bras élastiques centraux ( 28) comporte une surface de portée concave ( 44). 5 Palier selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque bras central ( 28) est réalisé sous la forme d'une lame élastique qui s'étend depuis un bord radial extérieur de la couronne centrale ( 30). 6 Palier selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque bras central ( 28) comporte une première branche ( 38) qui s'étend vers l'extérieur dans un plan radial (PR), un pli médian en épingle à cheveux ( 41) et une seconde branche ( 40) qui s'étend radialement vers l'intérieur en direction de la rotule ( 16) en formant un angle par rapport à la première branche ( 38) et qui se termine par ladite portion d'extrémité libre ( 42). 7 Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde branche ( 38) de chaque bras central ( 28) présente, en section par un plan axial, un profil courbe dont la convexité est tournée vers l'axe (Y-Y) de la coupelle. 8 Palier selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la partie centrale de la coupelle comporte une série de N bras élastiques centraux ( 28) répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe (Y-Y) de la coupelle ( 18). 9 Palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la coupelle ( 18) comporte une série de bras élastiques périphériques ( 48) dont les portions d'extrémités libres ( 52) coopèrent avec ladite portée cylindrique ( 12) du flasque ( 10). Palier selon la revendication 9 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que chaque bras périphérique ( 46) est réalisé sous la forme d'une lame élastique qui s'étend depuis le bord radial extérieur de plus grand diamètre de la couronne centrale ( 30). 11 Palier selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque bras périphérique ( 46) comporte une première branche ( 48) qui s'étend vers l'extérieur dans il un plan radial (PR) et une seconde branche qui s'étend axialement et qui se termine par une portion d'extrémité libre d'ancrage ( 52). 12 Palier selon la revendication 11, caractérisé en ce que la seconde branche ( 50) de chaque bras périphérique ( 46) s'étend axialement de part et d'autre du plan diamétral de symétrie (PD) de la rotule ( 16). 13 Palier selon la revendication il prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que les premières branches ( 38, 48) des bras centraux ( 28) et des bras périphériques ( 46) s'étendent vers l'extérieur dans un même plan radial (PR). 14 Palier selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la portion d'extrémité libre d'ancrage ( 52) de chaque bras périphérique ( 46) s'étend radialement vers l'extérieur en formant un angle aigu par rapport à la direction de la seconde branche ( 50). Palier selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que la coupelle ( 18) comporte une série de N bras élastiques ( 46) répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe (Y-Y) de la coupelle ( 18). 16 Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rotule ( 16) est un tronc de sphère comportant un alésage axial ( 20) susceptible de recevoir une extrémité du rotor du moteur électrique. 17 Palier selon la revendication 16 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le bord radial intérieur ( 36) de plus petit diamètre de la couronne centrale ( 30) s'étend sensiblement au droit de l'une des faces d'extrémité ( 24) de la rotule ( 16). 18 Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupelle ( 18) est réalisée en une seule pièce en tôle obtenue par découpe, pliage et formage. 19 Coupelle de retenue ( 18), caractérisé en ce qu'elle est destinée à équiper un palier selon l'une quelconque des revendications précédentes. Moteur électrique équipé d'un palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 17.