Brevet FR2714127A1 — publié le 19950623

" Palier d'arbre notamment palier lisse fritté à film d'huile pour de petits moteurs électriques ". La présente invention concerne un palier d'arbre à paliers lisses, notamment à palier lisse fritté recevant un arbre dans un perçage avec du jeu de palier, un film d'huile se formant dans le jeu du palier, Dans le cas des paliers lisses lubrifiés par de l'huile, on risque que l'huile s'échappe du palier le long de l'arbre, des rondelles d'étanchéité des pièces comme par exemple le collecteur d'un moteur miniature. L'huile fixe entre autres la poussière des balais de charbon formant une masse pâteuse qui se loge dans les rainures du collecteur et risque d'y provoquer un court-circuit. Les effets de cheminement de l'huile dans le cas des moteurs miniatures avec des paliers lisses frittés, chargés d'huile sont par- ticulièrement graves car pour des raisons de construction, les paliers lisses se trouvent à proximité immédiate du collecteur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne un palier d'arbre du type dé- fini ci-dessus, caractérisé en ce qu'au moins sur une face frontale du palier, entre l'arbre et le palier se trouve un intervalle annulaire dont l'élargissement réduit l'effet capillaire existant pour fixer l'huile dans l'intervalle entre l'arbre et le palier. Le palier d'arbre selon l'invention offre l'avantage de réduire considérablement le cheminement de l'huile grâce à des moyens simples. L'invention utilise pour cela les principes physiques de l'effet capillaire en aspirant toujours l'huile en direction de la réduction de l'intervalle. La condition est que les surfaces soient mouillées. A mesure que la largeur de l'ouverture de la fente augmente, l'effet capillaire disparaît si bien que l'huile reste fixée à la surface de l'arbre. Il est particulièrement avantageux qu'en plus de l'élargissement entre l'arbre et le palier, on prévoit un intervalle qui s'ouvre radialement entre la surface frontale du palier et la surface frontale d'une rondelle adjacente de manière à utiliser également l'effet capil- laire déjà décrit, dans la direction radiale. Ainsi, on ré- duit la tendance au cheminement de l'huile non seulement dans la direction axiale, mais également dans la direction radiale. De manière simple, on a un intervalle qui s'étend radialement en ce qu'on réalise une surface annulaire con- 2) vexe sur la face frontale du palier lisse. L'effet d'intervalle radial est accentué avantageusement en ce que la rondelle appliquée contre la face frontale du palier comporte une cavité qui s'écarte de la surface frontale du palier. Pour que l'huile qui sort éventuellement, ne puisse arriver sur l'ensemble adjacent, il est avantageux de prévoir une rondelle de projection du côté du palier en amont de cet ensemble et qui expulse radialement l'huile en l'éliminant de l'ensemble. Le disque éjecteur ne doit pas s'appliquer à plat contre la face frontale du collecteur. Dans ce cas, il est également avantageux d'utiliser une forme de coin de petit rayon au voisinage de l'arbre. Il est en outre avantageux que l'unité montée sur l'arbre pré- sente une rainure radiale dans la surface frontale du côté du palier dans laquelle peut s'accumuler l'huile non rete- nue. Il est particulièrement avantageux d'avoir alors une rainure en spirale dont l'orientation va de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens de rotation de l'arbre. Dessins: Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: La figure 1 est un schéma de principe du palier d'arbre selon l'invention, déployé dans la direction axiale. La figure 2 est une vue du disque éjecteur du côté du palier, selon la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus de la face frontale du collecteur du côté du palier selon la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe d'un palier d'arbre d'un moteur miniature, à l'état monté. Description des exemples de réalisation: L'extrémité du côté du collecteur d'un moteur électrique, représenté selon un schéma de principe, est lo- gé par son arbre 10 dans un perçage 11 d'un palier 12 ayant une face frontale 14 opposée au collecteur et une face frontale 15 tournée vers le collecteur. L'arbre 10 est ce- lui de l'induit d'un moteur non représenté ayant un collec- teur 13 dont la face frontale 26 est tournée vers le palier 12. Le perçage 11 est muni au niveau des deux faces fronta- les 14, 15 du palier 12, chaque fois d'une partie élargie 16 formant au niveau des deux faces frontales 14, 15, un intervalle annulaire 17 entre l'arbre 10 et le palier 12. Une rondelle d'attaque 21 ainsi qu'une rondelle d'amortissement 23 se trouvent entre le palier 12 et le collecteur 13; ces rondelles sont glissées sur l'arbre 10. La rondelle d'attaque 21 est de section conique laissant par rapport à la surface frontale 15 un intervalle 24 qui s'élargit dans la direction radiale. La rondelle d'attaque 21 est en une matière résistant à l'usure par exemple en PBTP. La rondelle d'amortissement 23 a un diamètre beaucoup plus faible que celui de la rondelle d'attaque 21 pour ré- duire les forces centrifuges. En variante, on peut réaliser la rondelle d'attaque 21 pour diminuer son diamètre, avec, au moins sur sa face frontale située du côté du palier, une rainure réalisée sur un petit diamètre qui fixe l'huile. La rondelle d'amortissement 23 est une rondelle en élastomère servant à amortir les vibrations. Du côté du collecteur, derrière les rondelles 21, 23 il y a un disque éjecteur 25 montée solidairement sur l'arbre 10; à sa périphérie la rondelle 25 est recour- bée dans la direction opposée à celle du collecteur 13. En- tre le disque éjecteur 25 et la face frontale 26 du collecteur, il y a une rondelle d'écartement 27 qui fixe un intervalle correspondant pour que l'huile ne puisse parve- nir suivant le rayon important, entre le disque éjecteur 25 vers la face frontale 26 du collecteur. Une réalisation avantageuse consiste à ce que le disque éjecteur 25 s'appuie sur un petit diamètre contre la face frontale 26 du collecteur et forme à mesure que le rayon augmente, un coin allant en s'ouvrant. On peut alors supprimer la ron- delle d'écartement 27. La figure 2 montre la fixation du disque éjec- teur 25 sur l'arbre 11; le disque éjecteur 25 comporte des encoches 44 de façon à former des surfaces d'appui 45 entre les encoches 44 et ces surfaces s'appuient sur l'axe 10 par exemple comme siège pressé. Le surfaces d'appui 45 ne re- lient le disque éjecteur 25 qu'en quelques points à l'arbre ce qui réduit l'effet d'aspiration d'huile du siège pressé. La face frontale 26 du collecteur comporte avantageusement une rainure 29 de petit rayon. Cette rai- nure sert à collecter de l'huile qui serait éventuellement arrivée sur le collecteur 13. Il est avantageux d'avoir une rainure en spirale selon la figure 3, l'orientation de la rainure 29 étant celle du sens de rotation de l'arbre. Lorsque le moteur fonctionne, il s'établit un film d'huile, hydrodynamique, dans le jeu du palier; ce film est alimenté par la réserve d'huile plastique qui se forme dans le palier lisse fritté. Du fait du jeu du pa- lier, dans l'intervalle entre l'arbre 10 et le palier 12 on a un effet capillaire exercé sur le film d'huile. L'intervalle annulaire 17 au niveau des deux faces fronta- les 14, 15 entraîne une réduction de l'effet capillaire ce qui maintient l'huile dans l'intervalle entre l'arbre 10 et le palier 12 puisque l'intervalle est plus étroit dans la direction axiale. La même remarque s'applique à l'intervalle radial 24 ou à l'écartement ou intervalle qui existe entre le disque éjecteur 25 et la face frontale 26 du collecteur. Les endroits o l'on veut retenir l'huile ont ainsi une largeur d'intervalle réduite alors qu'aux en- droits o ne doit pas arriver d'huile, l'intervalle a des dimensions supérieures à celles donnant lieu à un effet ca- pillaire. On utilise ainsi les caractéristiques physiques de l'effet capillaire selon lequel l'huile va toujours en direction de l'intervalle le plus étroit. Un autre exemple de l'invention est représenté à la figure 4 dans ce cas on a un palier en cuvette 30 avec un palier en calotte frittée 31 ayant une face frontale 35 éloignée du collecteur et une face frontale 36 tournée vers le collecteur. Le palier en calotte 31 présente une surface annulaire convexe 37 sur ses deux faces frontales 35, 36; cette surface annulaire est coaxiale au perçage 11. L'intervalle annulaire 17 est prévu comme dans le premier exemple de réalisation sur les deux faces frontales 35, 36 dans le palier en calotte 31. Le palier en calotte 31 est fixé dans la cu- vette de palier 30 à l'aide d'un élément de fixation 32 en forme de coupelle, comme cela est connu. Le volume entouré par l'élément de fixation 32 contient un feutre 33 imprégné d'huile qui est maintenu à l'aide d'éléments élastiques 34 et est en contact avec le palier en calotte 31. Le feutre 33 sert de réservoir d'huile. Une ouverture circulaire 38 est réalisée dans l'élément de fixation 32. Le disque éjecteur 25 fixé sur l'arbre 10 est formé pour que sa périphérie extérieure pénètre dans l'ouverture 38 de l'élément de fixation 32; du côté du pa- lier le disque éjecteur 25 comporte une cavité 39 qui s'écarte de la face frontale 36 du palier en calotte 31. Le disque éjecteur 25 qui pénètre dans l'ouverture 38 sert à renvoyer vers le feutre 33 l'huile repris par le disque éjecteur 25. Du fait de la surface annulaire convexe 37 et de la cavité 39 du disque éjecteur 25, la surface frontale du disque éjecteur 25 du côté du palier s'appuie uniquement 2 sur un petit diamètre et avec une pression de surface rela- tivement faible contre la face frontale 36 du palier en ca- lotte 31. La surface annulaire convexe 37 et la cavité 39 forment dans la direction radiale l'intervalle radial 24. Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, il n'y a pas de rondelle d'écartement entre le disque éjec- teur 25 et la face frontale 26 du collecteur. Pour éviter que de l'huile ne puisse migrer par la face frontale du collecteur jusque dans le collecteur, le disque éjecteur 25 s'écarte de la face frontale 26 du collecteur à partir d'un faible diamètre pour former entre la face frontale du dis- que éjecteur 25 du côté du collecteur et la face frontale 26 du collecteur, un intervalle 40 du côté du collecteur. R E V E N D I C A T IONS 1) Palier d'arbre à paliers lisses, notamment à palier lisse fritté recevant un arbre dans un perçage avec du jeu de palier, un film d'huile se formant dans le jeu du palier, palier caractérisé en ce qu'au moins sur une face frontale (14, 15) du palier (12), entre l'arbre (10) et le palier (12), se trouve un intervalle annulaire (17) dont l'élargissement (16) réduit l'effet capillaire existant pour fixer l'huile dans l'intervalle entre l'arbre (10) et le palier (12). 2) Palier d'arbre selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'entre la face frontale (14, 15) du pa- lier (12) et une rondelle (21) appliquée au moins contre une face frontale (14, 15), se trouve un intervalle annu- laire 24 qui s'élargit dans la direction radiale. 3) Palier d'arbre selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces frontales (14, 15) du palier (12) présente une surface annulaire con- vexe (37) coaxialement au perçage (11). () 4) Palier d'arbre selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que la surface de contact entre la rondelle (21) et la surface annulaire convexe (37) se trouve sur le plus petit diamètre possible. ) Palier d'arbre selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que du côté du palier, derrière la rondelle (21) est prévu un disque éjecteur (25) solidaire de l'arbre (10). 6) Palier d'arbre selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que la rondelle (21) est un disque éjecteur (25) solidaire de l'arbre (11) et qui présente une cavité (39) s'écartant de la face frontale (14, 15) du palier (12). 7) Palier d'arbre selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le disque éjecteur (27) comporte des encoches (44) pour former les surfaces d'appui (5) pour un siège pressé sur l'arbre (10) entre les encoches (44). 8) Palier d'arbre selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par une unité (13) montée sur l'arbre (11) et ayant une face frontale (26) du côté du palier, le dis- que éjecteur (25) étant formé pour s'appuyer suivant le plus petit diamètre contre la face frontale (26). 9) Palier d'arbre selon la revendication 8, ca- ractérisé en ce que la face frontale (26) du côté du palier comporte une rainure radiale (29) sur un petit diamètre. ) Palier d'arbre selon la revendication 9, caractérisé en ce que la rainure radiale (29) est une rai- nure en spirale dont l'orientation va de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens de rotation de l'arbre (10).