Brevet FR2729442A1 — publié le 19960719

La présente invention est relative aux paliers à roulement pour machines tournantes. Elle trouve en particulier avantageusement application pour des paliers arrière d'alternateurs de véhicules automobiles. Généralement, le roulement d'un palier est maintenu sur son support au moyen de capsules ou rondelles plastiques ou éléments rapportés en acier (bague d 'arrêt par exemple). Dans tout le présent texte, on entend par palier arrière d'un alternateur le palier situé sur ledit alternateur du côté opposé à l'entraînement. Ces différentes solutions tentent de concilier rigidité de fonctionnement (maintien axial de l'arbre) et liberté de mise en place. Toutefois, le jeu nécessaire à la mise en place et à un fonctionnement sans contrainte sur le roulement est néfaste et peut conduire, sous l'effet des vibrations à haute vitesse, à plusieurs types de défauts. En particulier, la bague externe du roulement peut subir une rotation qui entraîne la destruction du palier. Egalement, le jeu axial des roulements et les vibrations à haute vitesse peuvent entraîner la destruction des chemins de roulement sur les bagues. Les vibrations et percussions dues à ce jeu peuvent également entraîner des usures prématurées du roulement ou de son logement sur le support du palier. Un but de l'invention est donc de proposer un palier à roulement pour machines tournantes qui permet un centrage de qualité, une rigidité, c'est-à-dire une absence de jeu en fonctionnement, une immobilisation en rotation de la bague extérieure, l'annulation des contraintes de montage ou de dilatation thermique, et un refroidissement satisfaisant du roulement. A cet effet, l'invention propose un palier pour machine à arbre tournant comportant un roulement monté entre un support et l'arbre de la machine, le roulement présentant une bague externe, une bague interne, et des éléments de roulement interposés entre ces deux bagues, caractérisé en ce que la bague interne du roulement est montée serrée sur l'arbre en étant en butee contre un épaulement dudit arbre, la bague externe étant montée dans une capsule qui est elle-même montée non serrée sur le support et qui présente des ergots qui prennent appui sur le support et empêchent la rotation de ladite capsule par rapport au support, ladite capsule exerçant sur la bague externe un effort élastique tendant à repousser le roulement sur l'épaulement annulaire de l'arbre, de façon à annuler les jeux de fonctionnement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention la capsule comporte un fond qui présente une pluralité de languettes élastiques réparties en cercle contre lesquelles la bague externe du roulement est en appui ; les languettes s'étendent sensiblement tangentiellement par rapport au cercle sur lequel elles sont réparties ; ces languettes s'étendent sensiblement tangentiellement par rapport au cercle sur lequel elles sont réparties ; la bague externe du roulement présente des encoches dans lesquelles les languettes sont reçues pour verrouiller en rotation ladite bague externe par rapport à la capsule les ergots sont des pattes élastiques qui prolongent le bord de la capsule selon des retours en U ;; ces pattes élastiques sont maintenues par rapport au support par des moyens qui autorisent leurs débattements radiaux la capsule présente alternativement sur son pourtour des pattes élastiques en retour en U qui sont en appui sur la face du support du côté de l'épaulement annulaire et des pattes élastiques en retour en U qui traversent le support et coopèrent avec 1 'autre face de celui-ci ; les ergots sont maintenus sur le support par vissage et/ou par des rainures que le support présente. L'invention concerne également un alternateur, notamment de véhicule automobile, qui comporte un tel palier. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe de l'extrémité arrière d'un alternateur comportant un support conforme à un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une représentation en perspective avec arraché de la capsule du support de la figure 1 ; les figures 3 et 4 sont des représentations semblables aux figures 1 et 2, pour un autre mode de réalisation possible les figures 5 et 6, 7 et 8, ainsi que 9 et 10, sont des représentations semblables à celles des figures 1 et 2 pour différents autres modes de réalisation d'une autre variante possible pour l'invention. Le palier arrière d'alternateur qui a été représenté sur la figure 1 comporte un roulement 1 monté dans un logement 2 ménagé sur un flasque 3 d'extrémité de l'alternateur. Ce palier assure la rotation de l'arbre, référencé par A, de l'alternateur. Le roulement 1 comporte une bague externe 4, une bague interne 5 et des billes 6 montées entre les chemins de roulement que les deux bagues 4 et 5 présentent. La bague externe 4 est montée serrée dans une capsule 7 métallique, par exemple en acier, guidée par le logement 2. Ledit logement 2 est un orifice cylindrique qui traverse le flasque 3. Son diamètre est choisi de façon que la capsule 7 soit centrée et ajustée non serrée dans ledit logement 2. Le flasque 3 est en un alliage d'aluminium au magnésium. La capsule 7 présente un fond 8 et une paroi cylindrique 9. Lorsque la capsule 7 est en place sur le flasque 3, le fond 8 est situé sensiblement au niveau de la face extérieure dudit flasque 3. Le fond 8 présente une portée annulaire 10 à l'intérieur de la capsule 7, contre laquelle la bague externe 4 vient en butée. Cette portée 10 maintient un jeu entre la tranche de la bague interne 5 et le fond 8. La paroi cylindrique 9 s'étend à partir dudit fond 8 jusqu'à la face intérieure du flasque 3. Cette paroi cylindrique 9 est interposée entre la bague externe 4 et la face interne du logement 2. Elle se prolonge à son extrémité opposée au fond 8 par plusieurs ergots 11 qui sont des pattes élastiques s'étendant à l'extérieur de la capsule 7 avec une forme de retour en U. Ces ergots 11 se terminent par des méplats 12 qui viennent en appui sur la face intérieure du flasque 3. Ces méplats 12 présentent des lumières 13 traversées par des vis 14 qui maintiennent lesdits méplats 12 sur le flasque 3, en autorisant leurs débattements radiaux. La bague interne 5 est montée serrée sur l'arbre A. Elle est en appui, par sa tranche opposée au fond 8, sur un épaulement annulaire 15 que présente l'arbre A à l'intérieur de l'alternateur. Avec la structure qui vient d'être décrite, la bague externe 4 est soumise par les ergots élastiques il à une force élastique qui a pour effet, grâce aux forces d'action et de réaction, d'annuler les jeux de fonctionnement aussi bien du roulement 1 du palier arrière représenté sur la figure 1, que du roulement du palier avant. On calibre l'élasticité des ergots 11 pour ajuster la pré-contrainte ainsi exercée sur les roulements. D'autres modes de réalisation sont bien entendu possibles. On a repris pour les éléments des figures 1 et 2 qui se retrouvent sur le mode de réalisation des figures 3 et 4, la même numérotation de référence augmentée de 100. Le palier représenté sur ces figures 3 et 4 comporte un roulement 101 monté dans un logement 102 d'un flasque 103. Ce roulement 101 est constitué d'une bague externe 104, d'une bague interne 105 et de billes 106. Ledit roulement 101 est reçu dans une capsule 117 qui présente un fond 108 et une paroi cylindrique 109 interposée entre la bague externe 104 et la face interne du logement 102. La bague externe 104 est montée serrée dans cette capsule 117 et est en butée sur une portée annulaire intérieure 110 que présente le fond 108. Ladite capsule 117 est guidée dans son déplacement axial par le logement 102. A son extrémité opposée au fond 108, la paroi 109 est prolongée par des ergots élastiques 118 et 119 en retour en U vers l'extérieur. Les ergots 118 se terminent par des méplats 118a qui viennent en appui sur la face intérieure du flasque 103. Les ergots 119, qui alternent avec les ergots 118 sur le pourtour de la capsule 117, traversent le flasque 103 au niveau d'ouvertures 120 que celui-ci présente, et sont retenus par coopération des méplats 119a qui les terminent avec la face extérieure du flasque 103. La bague interne 105 est montée serrée sur l'arbre A. Elle est en butée par sa tranche sur un épaulement annulaire 115 que ledit arbre A présente à l'intérieur de l'alternateur. Avec une telle structure, le roulement 101 est soumis, grace aux ergots élastiques 118 et 119, à une pr6- contrainte qui supprime les jeux de fonctionnement à la fois sur le palier arrière et sur le palier avant de l'alternateur. Sur les figures 5 et 10, on a illustré trois modes de réalisation conformes à une autre variante possible pour l'invention. On a repris pour les éléments de la variante des figures 1 et 2 qui se retrouvent sur cette variante la même numérotation de référence augmentée de 200. Les paliers illustrés comprennent un roulement 201 qui comporte des bagues externe et interne 204 et 205, ainsi que des billes 206. Ce roulement 201 est monté dans un logement 202 d'un flasque 203, en étant reçu dans une capsule 217. Cette capsule 217 comporte un fond 218, une paroi 219 interposée entre la bague externe 204 et le flasque 203, ainsi que des ergots plats 220 qui s'étendent radialement vers l'extérieur en prolongeant la tranche de la paroi 219 opposée au fond 218. Ces ergots 220 sont fixés en appui sur une portée annulaire 203a que présente la face intérieure du flasque 203. Le fond 218 présente une pluralité de languettes élastiques intérieures 221 réparties en cercle, contre lesquelles la bague externe 204 est élastiquement en butée. La bague interne 205 est montée serrée sur l'arbre A. Elle est en butée par sa tranche sur un épaulement annulaire 215 que ledit arbre A présente à l'intérieur de l'alternateur. Avec une telle structure, le roulement 201 est soumis, grâce aux ergots 220 et aux languettes élastiques 221, à une pré-contrainte qui supprime les jeux de fonctionnement à la fois sur le palier arrière et sur le palier avant de l'alternateur. Différents modes de réalisation de cette variante ont été illustrés. Sur le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, les languettes 221 s'étendent chacune du fond 218 vers l'intérieur de la capsule 217 sensiblement tangentiellement au cercle sur lequel elles sont disposées. Les ergots 220 sont fixés sur la portée annulaire 203a par l'intermédiaire de vis 222. Sur le mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, les languettes 221 s'étendent radialement vers l'intérieur de la capsule 217. Les ergots 220 sont maintenus sur la portée annulaire 203a par ltintermbdisire de rainures 223 dans lesquelles ils sont engagés. Sur le mode de réalisation particulièrement avantageux illustré sur les figures 9 et 10, la bague externe 204 du roulement 201 représenté en perspective sur la figure 10, présente des encoches 204a dans lesquelles s'engagent les languettes radiales 221, de sorte que la bague externe 204 est verrouillée en rotation par rapport à la capsule 207. D'autres variantes de l'invention sont encore possibles. En particulier, les caractéristiques des différents modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 10 peuvent être combinées. Egalement, il pourrait être également envisagé que la capsule soit fendue. Les structures conformes à l'invention présentent de nombreux avantages. Le jeu axial entre l'arbre et le roulement permet d'absorber les dilatations differentielles entre l'arbre A et son palier ; ce jeu permet également, une fois le roulement en place sur le flasque, le montage du palier sur l'arbre sans contrainte supplémentaire sur le roulement. Le jeu du roulement par rapport à son support (flasque) est réduit, de sorte que le battement axial du rotor est limité. Dans le cas notamment d'un palier arrière, ce battement pourrait entraîner sous vibrations la destruction par écaillage du roulement avant. Egalement, avec une telle structure de palier, la température de fonctionnement du roulement est réduite, ce qui est favorable à une bonne lubrification. La bague externe du roulement étant fixée rigidement, elle ne subit pas de rotation en présence de vibrations. On évite ainsi l'usure des parois du logement dans lequel le roulement est reçu. La concentricité parfaite entre le logement et le roulement permet d'éviter les bruits magnétiques provoqués sur le palier de l'art antérieur par le décentrage du rotor. En outre, la solution proposée par l'invention est axialement et radialement peu encombrante. Elle est d'un coût réduit. REVEIDICATIONS 1. Palier pour machine à arbre (A) tournant comportant un roulement (1, 101, 201) monté entre un support (3, 103, 203) et l'arbre (A) de la machine, le roulement (1, 101, 201) présentant une bague externe (4, 104, 204), une bague interne (5, 105, 205), et des éléments de roulement (6, 106, 206) interposés entre ces deux bagues, caractérisé en ce que la bague interne (5, 105, 205) est montée serrée sur l'arbre (A) en étant en butée contre un épaulement (15, 115, 215) dudit arbre, la bague externe (4, 104, 204) étant montée dans une capsule (7, 117, 217) qui est elle-même montée non serrée sur le support (3, 103, 203) et qui présente des ergots (11 118, 119 ; 220) qui prennent appui sur le support (3, 103, 203) et empêchent la rotation de ladite capsule (7, 117, 217) par rapport au support (3, 103, 203), ladite capsule (7, 117, 217) exerçant sur la bague externe (4, 104, 204) un effort élastique tendant à repousser le roulement (1, 101, 201) sur l'épaulement annulaire (15, 115, 215) de l'arbre (A), de façon à annuler les jeux de fonctionnement. 2. Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capsule (217) comporte un fond qui présente une pluralité de languettes (221) élastiques réparties en cercle contre lesquelles la bague externe (204) du roulement (201) est en appui. 3. Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que les languettes (221) s'étendent sensiblement tangentiellement par rapport au cercle sur lequel elles sont réparties. 4. Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces languettes (221) s'étendent sensiblement tangentiellement par rapport au cercle sur lequel elles sont réparties. 5. Palier selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la bague externe (204) du roulement présente des encoches (204a) dans lesquelles les languettes (221) sont reçues pour verrouiller en rotation ladite bague externe (204) par rapport à la capsule (217). 6. Palier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ergots (11, 118, 119) sont des pattes élastiques qui prolongent le bord (9, 119) de la capsule (7, 117) selon des retours en U. 7. Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces pattes élastiques (11) sont maintenues par rapport au support (3) par des moyens qui autorisent leurs débattements radiaux. 8. Palier selon la revendication 6, caractérisé en ce que la capsule (117) présente alternativement sur son pourtour des pattes élastiques (118) en retour en u qui sont en appui sur la face du support (103) du côté de l'épaulement annulaire (115) et des pattes élastiques (119) en retour en u qui traversent le support (103) et coopèrent avec l'autre face de celui-ci. 9. Palier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ergots (11, 118, 119, 220) sont maintenus sur le support (3, 103, 203) par vissage et/ou par des rainures (223) que le support (3, 103, 203) présente. 10. Alternateur, notamment de véhicule automobile, comportant un palier selon l'une des revendications précédentes.