Brevet FR2881489A1 — publié le 20060804

Domaine de l'invention La présente invention concerne un palier radial à roule-ment sans jeu comportant une bague intérieure en deux parties et des billes roulant entre cette bague et une bague extérieure, concentrique à celle-ci, sur des chemins de roulement correspondants autour de l'axe du palier, avec deux parties de bagues intérieures écartées dans la di-rection axiale par un intervalle et reçues par un manchon intérieur mu-ni aux deux extrémités d'un bord dirigé radialement vers l'extérieur, dont au moins l'une des deux parties de bagues intérieures est sollicitée en poussée dans la direction axiale par un élément de ressort de façon que les billes soient maintenues en précontrainte. Etat de la technique On connaît un palier radial à billes, sans jeu du type dé-fini ci-dessus selon le document DE 198 07 514-Al. Comme cela appa- rait dans le palier à billes représenté à la figure 1, les billes guidées dans une cage roulent sur un chemin extérieur dans une gorge à billes d'une bague extérieur et sur un chemin de roulement intérieur, d'une bague intérieure, concentrique. Le chemin de roulement intérieur est formé par la combinaison de la première et de la seconde partie de ba- gue écartées l'une de l'autre dans la direction axiale et reçues par un manchon intérieur formé par un usinage sans enlèvement de matière. Ce manchon comporte des bords dirigés radialement vers l'extérieur; l'un des bords entoure la surface frontale de la première partie de bague alors que l'autre bord retient un ressort à ondulation qui fait suite dans la direction axiale à la seconde partie de bague. Ce ressort à ondulations assure la précontrainte dans le palier à billes en poussant la seconde partie de bague, mobile contre les billes ainsi contre la première partie de bague, fixe. La coupe axiale montre en outre que les billes ont une courbure plus forte que le profil de la gorge concave recevant les billes c'est-à-dire que le rayon des billes est inférieur au rayon de cour-bure de leur gorge de circulation. Si l'axe du palier bascule d'une certaine amplitude, le point de contact entre le chemin de circulation extérieur et les billes de palier change ce qui permet de compenser un défaut de positionnement de l'arbre. L'inconvénient de cette solution est qu'un tel palier radial à billes présente un angle de basculement relativement faible ce qui ne permet de compenser que de faibles défauts de positionnement et de plus, il y a une butée radiale c'est-à-dire que le déplacement de la partie de palier dans la direction radiale ne peut être compensé. Dans ce contexte, l'homme du métier connaît également d'autres paliers à billes radiales certes sans jeu mais qui ne permet pas de compenser les butées radiales. De tels palier radiaux à billes se composent d'une bague extérieure en deux parties sollicitée en pression dans la direction axiale par un élément de ressort. Les documents DE 41 14 643-A 1 et DE 42 24 992 décrivent de tels paliers. But de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions de l'état de la technique et se propose de déve- lopper un palier radial à billes du type défini ci-dessus, permettant d'augmenter sa capacité de basculement et de compenser les butées radiales. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un palier radial du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un chemin de roulement de la bague extérieure de palier est réalisé avec une forme sphérique creuse, le centre de courbure de rayon de ce chemin de roulement étant situé sur l'axe de palier, et les deux parties de la bague intérieure sont écartées d'un intervalle radial par rapport au manchon intérieur. Grâce à la forme sphérique creuse du chemin de circulation de la bague extérieure et du rayon de courbure du chemin de circulation, on peut avoir un angle de basculement plus important et si une plus forte compensation des défauts d'alignement de la pièce à recevoir. Le respect de l'intervalle radial entre les deux bagues intérieures et le manchon inférieur assure que la butée radiale de la pièce à mon-ter, c'est-à-dire son coulissement soit possible dans la direction de la bague extérieure et cette butée est atténuée par la bague élastique insérée dans le palier. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'intervalle radial est plus grand que la butée radiale de la pièce instal- lée. Cela garantit que la butée radiale sera toujours portée élastique-ment. Cela évite toute venue en butée du manchon intérieur contre les deux bagues intérieures. Selon une autre caractéristique avantageuse, les deux bagues de palier sont des pièces à paroi mince fabriquées par un usinage sans enlèvement de matière Cela permet de réaliser d'une manière extrêmement simple différentes formes et variantes dimensionnelles. Selon un autre développement de l'invention, la bague extérieure est prolongée dans les deux directions du chemin de circulation de forme sphérique creuse, avec chaque fois un prolongement de la surface enveloppe extérieure et cylindrique. On garantit ainsi que mal-gré le chemin de circulation extérieur de forme sphérique creuse, la bague extérieure du palier peut être enfoncée de force sans difficulté dans une construction de boîtier. Selon une autre caractéristique avantageuse, les parties intérieures de la bague sont développées de manière coudée pour qu'une pièce axiale et radiale forment entre elles chaque fois un chemin de circulation pour les billes. De telles bagues coudées se fabriquent également par un usinage sans enlèvement de matière dans différentes variantes et dimensions. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'élément de ressort est constitué par une bague insert, élastique, prévue des deux cotés entre le manchon intérieur et la partie de bague intérieure. L'avantage d'une telle installation des deux cotés est notamment justi-fiée car la butée radiale sera soutenue élastiquement sur toute la largeur du palier. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les chemins de circulation des parties de bague intérieures sont formés pour que le palier radial soit un palier à billes avec appui en trois points. Ce contact ou appui ponctuel en trois points ou en points multiples est d'un fonctionnement particulièrement facile et sans frottement. Enfin suivant une autre caractéristique avantageuse, les billes du palier sont guidées dans une cage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique figure. Cette figure est une demie coupe axiale d'un palier ra-dial à billes selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation L'unique figure montre un palier radial à billes 1, sans jeu, en coupe longitudinale; ce palier se compose d'une bague extérieure 2 réalisée par usinage sans enlèvement de matière et d'une bague intérieure 3 également réalisée par usinage sans enlèvement de matière; des billes 6 guidées par une cage 5 roulent entre les deux bagues autour de l'axe 4 du palier. La bague extérieure comporte une partie centrale 2.1 avec un chemin de circulation 2.2 de forme sphérique creuse se poursuivant des deux cotés dans la direction axiale par des prolongements 2.3 ayant chacun une surface enveloppe extérieure cylindrique. Cela garantit que la bague extérieure 2 peut être bloquée par ses prolongements 2.3 prévus des deux cotés, sans difficulté dans un perçage de réception d'une structure haute. La bague intérieure 3 est réalisée en deux parties à savoir des parties de bague intérieures 3.1 recourbées à l'équerre et séparée l'une de l'autre par un intervalle axial 7. Les deux parties 3.1 de la bague intérieure ont chacune une branche radiale 3.2 et une branche axiale 3.3 formant entre elles un chemin de roulement 3.4 pour les billes 6. Le palier radial 1 comporte également un manchon intérieur 8 dont les deux extrémités sont munies d'un bord 8.1, 8.2 dirigé radiale-ment vers l'extérieur; le bord 8.1 a une section plus mince que celle du bord 8.2. Le bord 8.2 situé du côté gauche arrive dans la direction radiale jusqu'à la branche axiale 3.3 de la partie 3.1 de la bague intérieure; le bord 8. 1 du côté extérieur a une longueur radiale raccourcie. Les parties coudées 3.1 de la bague intérieure ont leur branche 3. 2 écartée de l'intervalle radial 9 par rapport au manchon intérieur 8. Enfin le palier radial 1 comporte un insert en forme de bague élastique 10 entouré d'une part par les parties 3.1 de la bague intérieure et d'autre part par le manchon intérieur 8 et ses bords 8.1, 8.2. Ces bagues élastiques formant insert 10 fonctionnent comme un élément élastique et sollicitent les parties 3.1 de la bague intérieure à la fois dans la direction axiale et dans la direction radiale. Si l'axe de palier 4 bascule de l'angle a comme cela est représenté dans le dessin, le point de contact 11 entre la bille 6 et le chemin de circulation 2.2 de forme sphérique creuse se déplace vers la gauche ce qui permet de compenser un défaut de montage d'une pièce dans les deux directions. Pour avoir un angle de basculement a plus grand il faut, comme le montre la figure, que le rayon de courbure R du chemin de circulation extérieur de forme sphérique creuse 2.2 se trouve au milieu de l'axe 4 du palier. Une butée radiale d'une pièce installée se compense ainsi en ce que la pièce installée dans le palier y compris le manchon intérieur 8 est déplacée vers l'extérieur par compression des deux bagues élastiques formant insert 10. Le palier se règle pour que quel que soit l'état de fonctionnement, même pour un débattement radial important, il subsiste toujours un intervalle entre le fond du manchon intérieur 8 et les deux branches radiales 3.2 des parties 3.1 de la bague intérieure. Le palier décrit ci-dessus s'applique d'une manière particulièrement avantageuse comme palier de direction soumis à de faibles vitesses de rotation; la bague extérieure 2 est enfoncée dans le tube de direction non représenté et le manchon intérieur 8 coopère avec une broche de direction non représentée. Les avantages sont que d'une part la broche de direction est toujours précontrainte et d'autre part ses tolérances de fabrication sont compensées. Pour être complet il faut remarquer que la disposition in-versée du palier fait également partie de l'invention. Dans ce cas, la bague extérieure 2 devient la bague intérieure et le manchon intérieur 8, le manchon extérieur qui serait alors fixé à un tube de direction. NOMENCLATURE 1 Palier à roulement sans jeu 2 Bague extérieure 2.1 Partie centrale 2.2 Chemin de roulement de forme sphérique creuse 2.3 Prolongement 3 Bague intérieure de palier 3.1 Partie de la bague intérieure 3.2 Branche radiale 3.3 Branche axiale 3.4 Chemin de circulation 4 Axe de palier Cage 6 Bille de palier 7 Intervalle axial 8 Manchon intérieur 8.1 Bord 8.2 Bord 9 Intervalle radial Bague élastique formant insert 11 Point R Rayon de courbure REVENDICATIONS 1 ) Palier radial à roulement sans jeu (1) comportant une bague intérieure (3) en deux parties et des billes (6) roulant entre cette bague et une bague extérieure (2), concentrique à celle-ci, sur des chemins de roulement correspondants (3.4, 2.2) autour de l'axe (4) du palier, avec deux parties de bagues intérieures (3.1) écartées dans la direction axiale par un intervalle (7) et reçues par un manchon intérieur (8) muni aux deux extrémités d'un bord (8.1, 8.2) dirigé radialement vers l'extérieur, dont au moins l'une des deux parties de bagues intérieures (3.1) est sollicitée en poussée dans la direction axiale par un élément de ressort de façon que les billes (6) soient maintenues en précontrainte, caractérisé en ce qu' un chemin de roulement (2.2) de la bague extérieure de palier (2) est réalisé avec une forme sphérique creuse, le centre de courbure de rayon (R) de ce chemin de roulement étant situé sur l'axe de palier (4), et les deux parties de la bague intérieure (3.1) sont écartées d'un intervalle radial (9) par rapport au manchon intérieur (8). 2 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle radial (9) est plus grand que la butée radiale d'une pièce de palier. 3 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux bagues de palier (2, 3) sont des pièces à paroi mince réalisée par un usinage sans enlèvement de matière. 4 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague extérieure (2) du palier est réalisée à la suite du chemin de roulement de forme sphérique creuse dans les deux directions axiales par un prolongement (2.3) dont la surface enveloppe extérieure est cylindrique. 5 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties de bague intérieure (3.1) sont coudées de façon à former une branche axiale et une branche radiale (3.3, 3.2) entre chaque chemin de roulement (3.4) des billes (6). 6 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de ressort est formé par une bague insert (10), élastique, prévue entre le manchon intérieur (8) et la partie de bague intérieure (3.1) des deux cotés. 7 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin de roulement (3.4) de la partie intérieure de bague (3.1) est formé pour constituer un appui de bille en trois points. 8 ) Palier radial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les billes (6) sont guidées dans une cage (5).