Brevet FR2952982A1 — publié le 20110527

L'invention concerne un palier à roulements, notamment pour un moteur de traction de véhicule ferroviaire. II trouve cependant une application dans n'importe quelle machine tournante nécessitant un guidage en rotation des parties tournantes par palier à roulements. Un palier 1 de l'art antérieur est visible sur la figure 1. II comporte un boîtier 2 de palier comprenant un corps cylindrique 3, un roulement 4 disposé à l'intérieur du corps cylindrique 3 et un couvercle 5 comprenant un corps cylindrique 6 s'insérant dans le corps cylindrique 3 du boîtier de palier et prenant appui sur le roulement 4. Le roulement 4 est ici du type à billes mais peut-être d'un autre type (rouleaux par exemple). La bague intérieure 7 est solidaire d'un arbre tournant tandis que la bague extérieure 8 est solidaire du boîtier 2 de palier, qui est fixe. Le boîtier 2 comprend une collerette de butée 9 dans laquelle des trous lisses 10 sont percés axialement. II peut être fixé à une partie fixe d'une machine tournante au moyen de vis et rondelles de fixation 11, traversant les alésages 10 et des alésages complémentaires réalisés sur la partie fixe de la machine tournante. Le corps cylindrique 3 du boîtier comporte également des trous taraudés axiaux 12. Le couvercle 5 comprend une collerette de butée 13, percée d'alésages axiaux 14. Lorsque le couvercle et le boîtier sont assemblés, la collerette de butée 13 du couvercle 5 bute contre l'extrémité du corps cylindrique 3 du boîtier 2. Le couvercle 5 est fixé au boîtier 2 au moyen de vis de fixation 15 traversant les alésages 14, 12 respectifs du couvercle 5 et du boîtier 2. Le montage de ce type de palier à roulements nécessite de nombreuses vis et des erreurs de montage peuvent être commises (par exemple, un mauvais serrage des vis). De plus, lorsque ce type de palier est utilisé dans des moteurs de traction de véhicules ferroviaires, les sollicitations mécaniques lors du fonctionnement du moteur sur le véhicule en service peuvent entraîner la rupture des vis de fixation 15 liant le couvercle 5 et le boîtier 2. Cette rupture entraîne l'avarie du palier tout entier. Le palier à roulements de la présente invention vise à résoudre les problèmes des paliers de l'art antérieur. Conformément à l'invention, le palier à roulements comporte un boîtier de palier comprenant un corps cylindrique, un roulement disposé à l'intérieur du corps cylindrique et un couvercle comprenant un corps cylindrique s'insérant dans le corps cylindrique du boîtier de palier et prenant appui sur le roulement, caractérisé en ce que la surface extérieure du corps cylindrique du couvercle comprend un filetage et en ce que la surface intérieure du corps cylindrique du boîtier comprend un taraudage dans lequel se loge le filetage. Le palier selon l'invention satisfait également à l'une des caractéristiques suivantes : - la surface extérieure du corps cylindrique du couvercle comprend une gorge annulaire, le corps cylindrique du boîtier comprend au moins un alésage et le palier comprend en outre un téton de blocage traversant un alésage et s'engageant dans la gorge annulaire, - le couvercle comprend une collerette de butée venant en butée contre le corps cylindrique du boîtier et présente une série d'encoches permettant le montage et le démontage du couvercle dans le boîtier, - l'étanchéité du palier est réalisée par labyrinthe, - le boîtier comporte des évidements constituant des réserves de graisse pour lubrifier le roulement. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description des modes de réalisation du palier, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un palier de l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un palier selon l'invention, - la figure 3 est une coupe longitudinale du palier représenté en figure 2, - la figure 4 est une coupe transversale selon l'axe 1-1 de la figure 3. Pour faciliter la lecture des dessins, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. Les mêmes éléments portent les mêmes références d'un dessin à l'autre. La figure 2 est une vue éclatée du palier à roulements conforme à l'invention. Seules les différences avec le palier de l'art antérieur décrit précédemment en liaison avec la figure 1 seront décrits. Les corps cylindriques 3 du boîtier 2 et 6 du couvercle 5 ne comprennent plus d'alésages, et aucune vis de fixation 15 ne maintient les deux éléments rigidement liés l'un à l'autre. Selon l'invention, le corps cylindrique 3 du boîtier 2 comprend sur sa surface intérieure un taraudage 16. Le corps cylindrique 6 du couvercle 5 comprend sur sa surface extérieure un filetage 17, de pas identique au taraudage 16 de sorte que le corps cylindrique 6 du couvercle 5 puisse se visser à l'intérieur du corps cylindrique 3 du boîtier 2 et venir bloquer le roulement 4. Les sollicitations mécaniques sont ainsi reprises par le filetage 17 et le taraudage 16. La demanderesse a constaté lors d'essais dynamiques que le palier vissé selon l'invention conserve les mêmes caractéristiques de fonctionnement que le palier standard et supporte des niveaux d'accélérations allant de 5g en axial moteur, 3g en transversal moteur et 20g en vertical moteur. Le couvercle 5 comprend de plus une gorge annulaire 18 creusée sur la surface extérieure du corps cylindrique 6. Le corps cylindrique 3 du boîtier 2 comporte quelques alésages 19 percés radialement, entre la surface extérieure et la surface intérieure. Lorsque le couvercle 5 est vissé dans le boîtier 2, un téton de blocage 20 pourvu à une des ses extrémités d'un pion 21 est disposé dans un alésage 19 de sorte que le pion 21 s'engage dans la gorge annulaire 18. Un tel dispositif de sécurité permet d'éviter que le couvercle 5 ne se dévisse sous l'action des sollicitations mécaniques. En variante, le corps cylindrique 3 pourrait ne comporter qu'un seul alésage 19. Le corps cylindrique 3 du boîtier 2 selon l'invention peut comporter optionnellement des poches de graisse permettant d'améliorer la lubrification du roulement 4 et par conséquent, d'augmenter sa durée de vie. Les figures 3 et 4 montrent ainsi deux évidements 22 réalisés dans la collerette de butée 9 du boîtier 2, autour de l'alésage central dans lequel un arbre tournant A peut être inséré. Ces évidements 22 sont représentés sous la forme de demi-lunes. II pourraient y avoir plus de deux poches de graisse et de formes différentes. Les évidements 22 sont disposés de manière à se trouver au plus près des roulements 4, une fois ceux-ci sertis dans le corps cylindrique 3 du boîtier 2. Ces évidements 22 sont emplis de graisse, qui vient directement lubrifier les éléments roulants du roulement 4. Comme le roulement 4 n'est pas étanche et afin d'éviter une perte de lubrifiant et/ou une pollution externe, un système d'étanchéité est réalisé par deux joints à labyrinthe, comme cela est visible en figure 3. Un premier joint est constitué d'une pièce cylindrique 23 solidaire d'un arbre tournant et coaxiale à l'axe de rotation de l'arbre tournant A du moteur. Sur cette pièce 23 sont montés une pluralité d'éléments en forme de lames 24 circonférentielles parallèles à l'axe de l'arbre tournant A, disposées parallèlement entre elles (les lames 24 sont ici au nombre de deux). Les lames 24 coopèrent avec des gorges annulaires 25 de forme complémentaire réalisées sur le boîtier 2. Chaque lame 24 est maintenue à faible distance du fond des gorges 25 du boîtier 2 de palier et l'ensemble forme un étranglement pour tout écoulement de fluide résultant d'un écart de pression de part et d'autre du joint. Symétriquement par rapport au roulement 4, l'étanchéité côté couvercle 5 est aussi réalisée par labyrinthe au moyen d'un second joint constitué d'une pièce 26 cylindrique solidaire de l'arbre tournant et coaxiale à l'axe de rotation de l'arbre tournant A. Sur l'exemple de la figure 3, la pièce cylindrique 26 ne comporte qu'une seule lame 27, qui coopère avec une gorge annulaire 28 réalisée sur la collerette de butée 13 du couvercle 5, concentriquement à l'axe de rotation de l'arbre tournant A. Pour permettre le vissage et le dévissage du couvercle 5 dans le boîtier 2, une série d'encoches 29 (fig. 2) sont réalisées sur le pourtour extérieur de la collerette de butée 13 du couvercle 5. Un opérateur pourvu d'un outil adapté à la taille et la disposition des encoches peut ainsi monter et démonter très facilement le couvercle 5. Le montage du palier 1 dans une machine tournante M comportant un flasque F est réalisé de la manière suivante : - le joint d'étanchéité 23 est fretté sur l'arbre tournant A, - le roulement 4 est fretté dans le boitier 2, puis le roulement 4 est fretté sur l'arbre A, - le couvercle 5 est ensuite vissé dans le boîtier 2 au moyen des encoches 29, - le téton 20 est disposé dans un alésage 19 du boîtier 2, - le boîtier 2 est positionné sur le flasque F de manière à ce que les alésages 10 de la collerette et les alésages du flasque (non représentés) soient en vis-à-vis. Des vis de fixation 11 sont ensuite disposées au travers de ces alésages et vissées, de manière à maintenir le boîtier 2 et le flasque F rigidement liés, - enfin, le deuxième joint d'étanchéité 26 est fixé sur le couvercle 5, en engageant la lame 27 dans la gorge annulaire 28. Le palier selon l'invention présente plusieurs avantages. II résiste d'une part mieux aux sollicitations mécaniques du fait de l'engagement du filetage 16 dans le taraudage 17 ce qui augmente sa durée de vie. II comporte d'autre part moins de pièces, puisqu'il ne nécessite plus de vis fixant le couvercle au boîtier, ce qui facilite les opérations de montage et démontage. Enfin, les réserves de graisse et les joints par labyrinthe permettent d'assurer une longue durée de vie du roulement. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.5 Revendications1. Palier à roulements (1) comportant un boîtier (2) de palier comprenant un corps cylindrique (3), un roulement (4) disposé à l'intérieur du corps cylindrique (3) et un couvercle (5) comprenant un corps cylindrique (6) s'insérant dans le corps cylindrique (3) du boîtier (2) de palier et prenant appui sur le roulement (4), caractérisé en ce que la surface extérieure du corps cylindrique (6) du couvercle (5) comprend un filetage (17) et en ce que la surface intérieure du corps cylindrique (3) du boîtier (2) comprend un taraudage (16) dans lequel se loge le filetage (17). 2. Palier à roulements (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface extérieure du corps cylindrique (6) du couvercle (5) comprend une gorge annulaire (18), en ce que le corps cylindrique (3) du boîtier (2) comprend au moins un alésage (19) et en ce qu'il comprend en outre un téton de blocage (20) traversant un alésage (19) et s'engageant dans la gorge annulaire (18). 3. Palier à roulements (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le couvercle (5) comprend une collerette de butée (13) venant en butée contre le corps cylindrique (3) du boîtier (2), et présentant une série d'encoches (29) permettant le montage et le démontage du couvercle (5) dans le boîtier (2). 4. Palier à roulements 1 selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étanchéité du palier est réalisée par labyrinthe (22, 26). 5. Palier à roulements 1 selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier (2) comporte des évidements (22) constituant des réserves de graisse pour lubrifier le roulement (4).