Brevet FR2917475A1 — publié le 20081219

PIECES DE REVOLUTION MUNIES DE RAINURES D'EVACUATION DES POUSSIERES L'invention concerne un ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques aptes à évacuer des poussières accumulées entre lesdites pièces concentriques. Dans de nombreux domaines techniques tel que le domaine des liaisons et attaches, il est nécessaire d'emboîter deux pièces concentriques, telles qu'un axe et une bague ou un cylindre creux, par exemple pour renforcer une liaison. Les deux pièces concentriques sont montées de manière à assurer un bon transfert des charges. Cependant, pour permettre le montage de ces deux pièces l'une dans l'autre, il est nécessaire de prévoir un léger jeu entre lesdites pièces, ce léger jeu pouvant entraîner un mouvement de rotation ou de translation parasitaire lors de l'utilisation desdites pièces. Le frottement parasitaire peut limer la surface de contact de chacune de ces deux pièces créant des poussières qui s'accumulent entre les deux pièces. Ces poussières peuvent entraîner une abrasion des pièces décuplant l'effet d'usure desdites pièces. De même, suivant l'endroit où sont montées les deux pièces concentriques, il est possible que lors du montage même desdites pièces l'une dans l'autre de la poussière s'accumule au niveau des surfaces de contact entre les deux pièces. Dans l'invention, on cherche à prévenir les pièces d'un ensemble de 25 pièces de révolution concentriques de l'usure provoquée par les poussières accumulées entre lesdites pièces. Pour cela, on propose de munir au moins l'une des pièces concentriques d'un ensemble d'au moins deux pièces concentriques d'un système de drainage des poussières apte à récupérer les poussières logées 30 dans la zone de contact entre ladite pièce et une autre pièce concentrique de manière à ce que lesdites poussières ne soient plus intercalées entre lesdites pièces concentriques. Le système de drainage selon l'invention peut également entraîner lesdites poussières vers l'extérieur des pièces concentriques. Le système de drainage selon l'invention comporte au moins 35 une rigole creusée depuis la surface lisse une des deux pièces concentriques, de manière à déboucher vers la surface d'une autre pièce concentrique. Cette rigole a un volume apte à accumuler les poussières présentent entre les deux surfaces lisses. Les mouvements parasitaires entre les deux pièces concentriques considérées déplacent par frottement les poussières situées entre les deux surfaces lisses en contact jusqu'à les faire tomber dans la rigole. La rigole peut avoir une extrémité débouchante, c'est-à-dire qui coïncide avec une extrémité de la pièce concentrique, de manière à déboucher vers l'extérieur. Ainsi, les poussières accumulées dans la rigole peuvent être évacuées hors de la pièce concentrique au niveau de l'extrémité débouchante. Avantageusement, lorsqu'il est prévisible que les deux pièces concentriques risquent de créer, du fait d'un revêtement susceptible d'être abrasé par exemple, une quantité de poussière importante, ou dans le cas où les pièces concentriques sont utilisées dans un milieu très poussiéreux, on prévoit de munir chacune des surfaces lisses en contact d'une rigole. Lorsque les pièces concentriques sont montées l'une dans l'autres, les rigoles peuvent alors indifféremment se retrouver en quinconce ou face à face de manière à déboucher l'une dans l'autre. L'invention a donc pour objet un ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques destinées à travailler au moins en traction, caractérisé en ce qu'au moins une première pièce de révolution est munie d'au moins une rainure d'évacuation des poussières, ladite rainure étant creusée depuis une surface lisse de la première pièce de révolution en contact avec une surface lisse d'une seconde pièce de révolution concentrique, de manière à déboucher en direction de la surface lisse de la seconde pièce de révolution, ladite rainure étant apte à accumuler les poussières situées dans la zone de contact entre les deux pièces de révolution.. Les pièces de révolution concentriques sont par exemple un axe et un cylindre creux et/ou une bague. La rainure d'évacuation est un volume creusé dans l'épaisseur de la pièce. Par surface lisse, on entend une surface sans dénivellation. Le contact entre les surfaces lisses des deux pièces concentriques fait qu'un mouvement relatif des pièces l'une par rapport à l'autre, en translation et/ou rotation, crée un frottement entre les deux surfaces lisses. Le frottement peut être à l'origine des poussières, mais dans tous les cas déplace lesdites poussières, créées et/ou résiduelles, jusqu'à ce qu'elles atteignent la rainure qui les accumule dans son volume creux. Selon des exemples de réalisation de l'invention, il est possible de prévoir tout ou partie des caractéristiques supplémentaires suivantes : -au moins une rainure est une rainure longitudinale, c'est-à-dire sensiblement parallèle à l'axe de rotation des pièces. La rainure longitudinale peut être légèrement inclinée par rapport audit axe. Un mouvement de rotation parasitaire entre les deux pièces déplace les poussières de manière circulaire, c'est-à-dire en suivant sensiblement le périmètre des pièces. Les poussières rencontrent la rainure longitudinale et tombent dedans ; - au moins une rainure est une rainure circulaire, c'est-à-dire qui s'étend sur un périmètre au moins partiel de la pièce considérée. Préférentiellement, la rainure s'étend sur un périmètre total, mais on peut également prévoir une rainure en arc de cercle, c'est-à-dire qui ne s'étend pas sur tout le périmètre de la pièce. Un mouvement de translation parasitaire entre les deux pièces déplace les poussières parallèlement à l'axe longitudinal. Les poussières rencontrent la rainure circulaire et tombent dedans; - au moins une rainure est une rainure hélicoïdale, dont un axe de rotation coïncide avec l'axe de révolution des pièces. Une telle rainure permet de récupérer les poussières aussi bien lorsque les pièces sont soumises à des mouvements de rotation parasitaires que lorsqu'elles sont soumises à des mouvements de translation parasitaires. - au moins une extrémité d'une rainure débouche au niveau d'une extrémité de la première pièce de révolution, de manière à permettre l'évacuation des poussières accumulées vers l'extérieur dudit ensemble ; -l'extrémité débouchante de la rainure forme un évasement débouchant, tel qu'une coupelle débouchant vers l'extérieur de la pièce. Dans certaines conditions, comme par exemple un mouvement de rotation parasitaire ayant une vitesse de rotation importante, la présence de cette cuvette permet de créer un appel d'air qui attire les poussières vers l'extérieur ; - la surface rainurée représente au plus 10% de la surface totale de la première pièce de révolution en contact avec la surface lisse de la seconde pièce de révolution. Par surface totale, on entend la surface rainurée et la surface lisse de la surface considérée. Par surface rainurée, on entend la surface creusée. Ainsi, on garantit une surface travaillante suffisante pour que l'ensemble de pièces concentriques puisse travailler en traction. Si la surface rainurée est trop importante par rapport à la surface lisse, la pièce considérée est trop fragilisée pour les efforts qu'elle est sensée supporter. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - figure 1 : une représentation en coupe longitudinale d'un axe monté dans une pièce circulaire creuse, elle-même entourée par deux anneaux, montrant les zones dans lesquelles les poussières sont susceptibles de s'accumuler ; - figure 2 : une représentation schématique d'un cylindre plein muni sur une surface externe de rainures d'évacuation selon l'invention ; - figures 3a, 3b et 3c : des représentations schématiques d'une bague munie sur une surface interne de rainures d'évacuation selon différents exemples de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 est représenté un axe central 1 monté dans un axe périphérique 2, lui-même entouré par deux bagues 3 et 4 adjacentes l'une par rapport à l'autre. Ainsi, la figure 1 représente trois éléments 1, 2, et 3, 4 concentriques. La surface externe 5 de la pièce centrale 1 est en contact avec la surface interne 6 de la pièce périphérique 2, les deux surfaces 5, 6 étant susceptibles de frotter l'une contre l'autre. De même, la surface externe 8 de la pièce périphérique 2 est en contact avec la surface interne 9 des bagues 3, 4, lesdites surfaces étant susceptibles d'être en frottement l'une contre l'autre. Par interne, on entend dirigé vers l'axe de rotation A desdites pièces concentriques 1, 2, 3, 4, par opposition à externe. La zone de contact 7 entre les pièces centrale 1 et périphérique 2 et la zone de contact 10 entre la pièce périphérique 2 et les anneaux 3, 4, sont susceptibles d'accumuler des poussières qui peuvent s'avérer préjudiciables à la durée de vie desdites pièces. Ainsi, dans le cas de pièces munies d'un revêtement pour améliorer le glissement et/ou protéger de la corrosion, comme par exemple un revêtement en nitrure de titane, des frottements parasitaires entre ces pièces peuvent entraîner un arrachement progressif du revêtement sous forme de poussières abrasives. Dans l'invention, on prévoit de ménager sur au moins une des pièces concentriques 1, 2, 3, 4 au moins une rainure d'évacuation des poussières 11, ladite rainure 11 ayant un volume débouchant au niveau d'une surface de contact 7,10. Préférentiellement, on ménage au moins une rainure 11 sur au moins une surface de chacune des zones de contact 7 et 10. Ainsi, par exemple, on prévoit de ménager au moins une rainure 11 sur la surface externe 5 de la pièce centrale 1 et au moins une rainure 11 sur la surface interne 9 des bagues 3, 4, les surfaces interne 6 et externe 8 de la pièce périphérique 2 étant totalement lisses. Par exemple, comme cela est représenté sur la figure 2, le cylindre plein 1 est muni sur la surface externe 5, destinée à être dirigée vers la surface interne 6 du cylindre creux 2, de rainures 11 creusées dans l'épaisseur de ladite pièce centrale 1. Par épaisseur, on entend la dimension de la pièce s'étendant radialement par rapport à l'axe A. Une extrémité basse 12 des rainure 11 (une seule visible sur la figure 2) débouche vers l'extérieur de la pièce centrale 1, au niveau d'une extrémité 13 de ladite pièce centrale 1. Ainsi les poussières accumulées dans le volume des rainures 11 peuvent être évacuées vers l'extérieur de la pièce centrale 1 par l'extrémité débouchante 12. Cela est particulièrement intéressant lorsque les poussières sont dues à l'abrasion des pièces concentriques en contact et sont donc formées en continu lors de l'utilisation desdites pièces concentriques. Avantageusement, la profondeur P desdites rainures 11 est fonction du matériau formant la pièce centrale 1 ainsi qu'éventuellement de la matière formant le revêtement et les charges qui sont destinées à transiter dans l'ensemble de pièces concentriques comportant ladite pièce centrale 1. Par profondeur, on entend la dimension de la rainure 11 s'étendant depuis la surface externe 5 lisse de la pièce 1 jusqu'au fond de la rainure 11. Le rapport Profondeur sur Rayon de la pièce 1 (P/R) est compris entre 5% et 20%, et de manière préférée entre 10% et 16%. Les rainures 11 sont des rainures longitudinales en ce sens qu'elles s'étendent dans une longueur L de la pièce centrale 1. Par longueur, on entend la dimension de la pièce centrale 1 s'étendant parallèlement à l'axe A de la pièce cylindrique 1. Avantageusement, les rainures 11 sont inclinées par rapport à l'axe longitudinal A de la pièce cylindrique 1 de manière à pouvoir récupérer les poussières lorsqu'il y a des mouvements parasitaires en rotation et en translation. Sur les figures 3A, 3B et 3C est représentée une bague 3 dont la surface interne 9 est destinée à être en contact 10 avec la surface externe 8 d'une pièce concentrique interne 2 (figure 1). Des rainures 11 longitudinales s'étendent depuis une première extrémité 14 jusqu'à une seconde extrémité 15 de ladite bague 3, de sorte qu'elles comportent chacune deux extrémités débouchantes 16, 17. Dans l'exemple représenté à la figure 3C, les extrémités débouchantes 16, 17 forment un évasement 18, ou cuvette, de plus grand volume que le reste de la rainure 11. REVENDICATIONS 1- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques (1, 2, 3, 4) destinées à travailler au moins en traction, caractérisé en ce qu'au moins une première pièce de révolution (1, 3) est munie d'au moins une rainure d'évacuation des poussières (11), ladite rainure étant creusée depuis une surface lisse (5, 9) de la première pièce de révolution en contact avec une surface lisse (6, 8) d'une seconde pièce de révolution concentrique (2), de manière à déboucher en direction de la surface lisse de la seconde pièce de révolution, ladite rainure étant apte à accumuler les poussières situées dans la zone de contact (7, 10) entre les deux pièces de révolution. 2- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une rainure est une rainure longitudinale. 3- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'au moins une rainure est une rainure circulaire. 4- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une rainure est une rainure hélicoïdale. 5- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité (12, 16, 17) d'une rainure débouche au niveau d'une extrémité (13, 14, 15) de la première pièce de révolution, de manière à permettre l'évacuation des poussières accumulées vers l'extérieur dudit ensemble. 6- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité débouchante de la rainure forme un évasement débouchant (18). 7- Ensemble d'au moins deux pièces de révolution concentriques selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface rainurée représente au plus 10% de la surface de la première pièce de révolution en contact avec la surface lisse de la seconde pièce de révolution.