Brevet FR3034827A1 — publié le 20161014

Palier muni d'une anode sacrificielle La présente invention concerne le domaine des paliers comprenant des bagues concentriques tournant l'une par rapport à l'autre, en particulier les couronnes d'orientation. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte au domaine des paliers embarqués dans des installations au moins en partie immergées, telles que des hydroliennes, en eau douce ou en eau de mer. Dans de telles applications, une des principales causes de dégradations résulte de la corrosion des parties métalliques, généralement à base de fer, en particulier malheureusement de la corrosion des paliers qui constituent des pièces fondamentales pour le bon fonctionnement des installations. La présente invention a pour but de réduire de façon importante de tels problèmes de corrosion. Selon un mode de réalisation, il est proposé un palier qui comprend au moins deux bagues métalliques en un premier matériau, et dans lequel au moins l'une des bagues est équipée d'au moins une anode sacrificielle en un second matériau ayant un potentiel plus électronégatif que ledit premier matériau, de façon à créer un couple galvanique de protection du palier contre la corrosion. Cette anode sacrificielle est située au plus proche des bagues du palier de façon que le chemin du courant galvanique soit le plus court possible. Selon une variante de réalisation, ladite anode sacrificielle peut être annulaire. Ladite anode sacrificielle peut être portée par un support intermédiaire fixé sur ladite bague. Selon une variante de réalisation, ledit support intermédiaire peut être annulaire et peut présenter une rainure annulaire dans 3034827 2 laquelle est engagée une anode sacrificielle annulaire, des moyens de maintien en appui sur cette anode sacrificielle en direction du fond de cette rainure pouvant être prévus. Les moyens de maintien peuvent être montés sur ledit support 5 intermédiaire et peuvent être aptes à se déplacer sous l'effet de moyens de ressort au fur et à mesure de la réduction de ladite anode sacrificielle. Les moyens de maintien peuvent comprendre au moins un cavalier de maintien local monté à cheval au-dessus d'une portion du 10 support intermédiaire et comprenant une branche en appui sur ladite électrode sacrificielle et une branche soumise à un ressort agissant dans le sens de cet appui. Les moyens de maintien peuvent comprendre un organe de maintien et de sécurité solidaire de ladite anode sacrificielle et 15 coopérant avec ledit support intermédiaire et/ou ledit cavalier de maintien. Par ailleurs, chacune des bagues du palier peut être équipée d'une anode sacrificielle. En outre, lesdites bagues métalliques peuvent être en un 20 matériau ferreux. Il est également proposé un procédé de protection contre la corrosion d'un palier comprenant au moins deux bagues, dans lequel un couple galvanique est créé entre au moins l'une desdites bagues et une anode sacrificielle qui est rapportée sur une partie découverte de 25 cette bague. Un palier selon la présente invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif, illustré par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une demi-vue en coupe axiale d'un palier équipé de dispositifs d'anode ; 30 - la figure 2 représente une demi coupe agrandie d'un dispositif d'anode du palier de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue partielle en perspective du dispositif d'anode de la figure 2 ; 3034827 3 - la figure 4 représente une vue partielle en perspective d'un autre dispositif d'anode du palier de la figure 1. Comme illustré sur la figure 1, un palier 1 est installé entre un châssis 2 et un châssis 3 d'une installation afin de permettre une 5 rotation de l'un par rapport à l'autre selon un axe de rotation (non représenté). En particulier, une telle installation peut être au moins en partie immergée et constituer une hydrolienne, le palier 1 étant un palier d'orientation. Le palier 1 comprend une bague annulaire intérieure métallique 10 4 et une bague annulaire extérieure métallique 5, disposées concentriquement et fixées portées respectivement sur des parties annulaires 2a et 3a des châssis 2 et 3, ainsi qu'une rangée 6 d'éléments roulants métalliques 7 tels que des billes interposés entre les bagues 4 et 5 et engagées dans des rainures annulaires en vis-à-vis 8 et 9 de ces 15 bagues. L'espace annulaire entre les bagues 4 et 5, contenant les éléments roulants 7, est fermé grâce à des joints annulaires d'étanchéité 10 et 11 interposés entre ces bagues, dans les parties d'extrémité axialement opposées de cet espace annulaire. 20 Plus particulièrement, la partie annulaire 2a du châssis 2 présente une surface annulaire radiale 12 en appui sur une face annulaire radiale d'extrémité 13 de la bague intérieure 4. La fixation est assurée grâce à des tiges filetées ou vis 14 réparties circonférentiellement, qui traversent axialement des passages axiaux 25 15 de la bague intérieure 4, sont vissées dans la partie annulaire 2a du châssis 2 et sont munies de rondelles et d'écrous 16 en appui sur une face radiale d'extrémité 17, opposée, de la bague intérieure 4. La bague intérieure 4 présente alors une face intérieure cylindrique 18 qui est découverte, sa face radiale 17 étant également découverte. 30 De façon équivalente, la partie annulaire 3a du châssis 3 présente une surface annulaire radiale 19 en appui sur une face annulaire radiale d'extrémité 20 de la bague extérieure 5, cette face radiale 20 étant axialement du même côté que la face radiale découverte 17 de la bague intérieure 4. La fixation est assurée grâce à 3034827 4 des tiges filetées 21 réparties circonférentiellement, qui traversent axialement des passages axiaux 22 de la bague extérieure 5, sont vissées dans la partie annulaire 3a du châssis 3 et sont munies d'écrous 23 en appui sur une face radiale d'extrémité 24, opposée, de 5 la bague extérieure 5. La bague extérieure 4 présente alors une face extérieure cylindrique 25 qui est découverte, sa face radiale 24 étant également découverte. La bague extérieure 5 est équipée d'un dispositif d'anode 26 qui est monté sur sa partie découverte. 10 Comme illustré sur les figures 2 et 3, le dispositif d'anode 26 comprend un support annulaire métallique intermédiaire 27 qui comprend une portion annulaire 28, engagée et en contact dans une rainure annulaire 29 aménagée dans le coin entre la face périphérique 25 et la face radiale 24 de la bague extérieure 5, et une portion 15 annulaire 30 disposée et en contact sur la partie de la face périphérique 25 adjacente à la rainure annulaire 29, ces portions 28 et 30 étant, axialement, décalées l'une par rapport à l'autre et se chevauchant. La portion annulaire 30 est en saillie radialement vers 20 l'extérieur par rapport à la portion annulaire 28 et présente des faces annulaires radiales opposées 33 et 34 et une face axiale périphérique 35. Le support annulaire 27 est fixé sur la bague extérieure 5 grâce à des vis axiales 31, réparties circonférentiellement, dont les tiges 25 traversent des passages axiaux 32 de sa portion annulaire 28. Le support annulaire 27 présente, dans sa face radiale 33, une rainure annulaire de montage 36 qui présente des flancs axiaux 37 et 38 en vis-à-vis et un fond radial 39. Le dispositif d'anode 26 comprend une anode galvanique 30 sacrificielle annulaire 40, par exemple de section rectangulaire lorsqu'elle est neuve, qui est engagée librement dans la rainure annulaire 27 et dépasse axialement par rapport à la face radiale 33. Cette anode sacrificielle annulaire 40 peut être formée de segments à la suite les uns des autres. 3034827 5 Ainsi, l'anode sacrificielle est placée au plus près de la bague extérieure 5 du palier 1. Le palier 1, ainsi que le support annulaire 27, étant en un matériau ferreux, l'objet de l'anode sacrificielle 40 est de créer une 5 protection cathodique de ce palier 1 contre la corrosion. L'anode sacrificielle 40 est choisie en un matériau spécifique adapté ayant un potentiel plus électronégatif que ledit matériau ferreux, pour créer un couple galvanique entre cette électrode sacrificielle 40 et le palier 1, c'est-à-dire une différence de potentiel entre le palier 1 et l'anode 10 sacrificielle 40. En particulier, l'anode sacrificielle 40 peut être choisie en zinc ou en un alliage d'aluminium et d'indium. L'anode sacrificielle 40 abaisse le potentiel électrochimique du palier 1 en dessous du potentiel où ce dernier pourrait s'oxyder et se corrode à sa place, engendrant une consommation de l'anode 15 sacrificielle 40 dans ses interfaces avec son environnement. Cela engendre une réduction de la section de l'anode sacrificielle 40, qui va plutôt se consumer dans sa partie annulaire située à l'extérieur de la rainure annulaire 38. Le dispositif d'anode 26 comprend des moyens 41 de maintien 20 de l'anode sacrificielle annulaire 40 dans la rainure annulaire 36, qui comprennent une pluralité de cavaliers de maintien local 42, répartis, circonférentiellement. Chaque cavalier de maintien 42 se présente sous la forme d'un U placé à cheval sur la portion annulaire 30 du support annulaire 27 et 25 comprend une branche radiale 43 en appui sur la face radiale extérieure 44 de l'anode sacrificielle annulaire 40, une branche radiale 45 s'étendant en regard de la face radiale 34 de la portion annulaire 30 et une branche axiale 46 passant devant la face périphérique 35 de la portion annulaire 30. 30 La branche radiale 45 est munie d'une portion cylindrique 47 engagée à coulissement dans un évidement axial 48 de la portion annulaire 30 aménagé dans la face radiale 34 de cette dernière. Dans la portion cylindrique 47 est installé un ressort cylindrique de maintien et de rappel 49, qui prend appui d'une part 3034827 6 contre la branche radiale 45 et d'autre part contre le fond 48a de l'évidement 48, qui constitue une surface d'appui opposée à la rainure annulaire 36. Ce ressort 49, comprimé, agit axialement sur le cavalier de maintien 42 de façon à appliquer la branche radiale 43 en appui 5 contre la face 44 de l'anode sacrificielle 30 et ainsi maintenir cette dernière dans la rainure annulaire 36 en appliquant cette anode sacrificielle 30 contre le fond 39 de cette rainure annulaire 36. A chaque cavalier de maintien 42 est associée une vis de maintien et de sécurité 50 dont la tige 51 s'étend au travers d'un 10 passage 52 de la branche radiale 45, au travers du ressort cylindrique 49 et au travers d'un passage 53 du support annulaire 27 reliant le fond de la rainure annulaire 36 et le fond de l'évidement 48, l'extrémité de la tige 51 étant vissée dans un trou 54 de l'anode sacrificielle 40. La tête 55 de la vis 50 est située axialement à distance 15 de la branche radiale 45 du cavalier de maintien 42. Dans une variante de réalisation, la tige 51 de la vis 50 pourrait être aussi vissée dans le support annulaire 27. Lorsque l'anode sacrificielle 40 se consume et qu'en conséquence sa section se réduit, le cavalier de maintien 42 se déplace 20 axialement sous l'effet du ressort 49 par rapport au support annulaire 27. La branche radiale 43 du cavalier de maintien 42 se rapproche de la face radiale 33 du support annulaire 27. La branche radiale 45 du cavalier de maintien 42 s'éloigne de la face radiale 34 du support annulaire 27 et coulisse le long de la tige 51 de la vis 50. La partie 25 cylindrique 47 du cavalier de maintien 42 coulisse dans l'évidement 48 du support annulaire 27 et par rapport à la tige 51 de la vis 50. La branche 46 du cavalier de maintien 42 glisse axialement par rapport à la face périphérique annulaire 35 du support annulaire 27. Ce faisant, au fur et à mesure de la réduction en section de 30 l'anode sacrificielle 40, la branche radiale 43 du cavalier de maintien 42 est maintenue en appui contre la face 44 de l'anode sacrificielle 40 et ainsi maintient cette dernière dans la rainure annulaire 36, en appui contre le fond 39 de cette dernière. 3034827 7 Par ailleurs, si un cavalier de maintien 42 devient défectueux et en particulier se rompt, la vis de maintien et de sécurité 50 empêche l'anode sacrificielle 40 de se séparer du support annulaire 27. Comme illustré sur les figures 1 et 3, la bague intérieure 4 du 5 palier 1 est également équipée d'un dispositif d'anode 56 équivalent au dispositif d'anode 26 décrit ci-dessus, mais structurellement inversé axialement et radialement. Ce dispositif d'anode 56 comprend un support annulaire 57 monté dans la bague intérieure 4, une anode sacrificielle 58 montée 10 dans une rainure annulaire du support annulaire 57 et une pluralité de cavaliers de maintien local 59, auxquels sont associés des ressorts de maintien et de rappel 60 et des vis de maintien et de sécurité 61. Dans la description ci-dessus, le palier à roulement comprend une rangée d'éléments roulants. Néanmoins, la présente invention peut 15 être appliquée à un palier à roulement comprenant plusieurs rangées d'éléments roulants. L'invention peut également s'appliquer à un palier sans éléments roulants interposés entre les bagues, par exemple un palier lisse ou une rotule. Par ailleurs, les moyens de maintien de l'anode sacrificielle pourraient comprendre un support annulaire dont 20 la rainure de réception de l'anode sacrificielle serait ouverte radialement vers l'extérieur et des moyens de maintien de cette anode sacrificielle comprenant des branches axiales d'appui sur une face périphérique de cette dernière. REVENDICATIONS1. Palier comprenant au moins deux bagues métalliques (4, 5) en un premier matériau, caractérisé par le fait qu'au moins l'une des bagues est équipée d'au moins une anode sacrificielle (40) en un second matériau ayant un potentiel plus électronégatif que ledit premier matériau, de façon à créer un couple galvanique de protection du palier contre la corrosion. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel ladite anode sacrificielle (40) est annulaire. 3. Palier selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant un support intermédiaire (27) fixé sur ladite bague et portant ladite anode sacrificielle. 4. Palier selon la revendication 3, dans lequel ledit support intermédiaire (27) est annulaire et présente une rainure annulaire (36) dans laquelle est engagée une anode sacrificielle annulaire (40) et comprenant des moyens de maintien (42) en appui sur cette anode sacrificielle en direction du fond de cette rainure. 5. Palier selon la revendication 4, dans lequel les moyens de maintien (42) sont montés sur ledit support intermédiaire (27) et sont aptes à se déplacer sous l'effet de moyens de ressort (49) au fur et à mesure de la réduction de ladite anode sacrificielle (40). 6. Palier selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel les moyens de maintien comprennent au moins un cavalier de maintien local (42) monté à cheval au-dessus d'une portion du support intermédiaire (27) et comprenant une branche (43) en appui sur ladite électrode sacrificielle (40) et une branche (45) soumise à un ressort (49) agissant dans le sens de cet appui. 7. Palier selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les moyens de maintien comprennent un organe de maintien et de sécurité (50) solidaire de ladite anode sacrificielle (40) et coopérant avec ledit support intermédiaire (27) et/ou ledit cavalier de maintien (42). 3034827 9 8. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacune des bagues est équipée d'une anode sacrificielle (40, 58). 9. Palier selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel le premier matériau est ferreux. 10. Procédé de protection contre la corrosion d'un palier comprenant au moins deux bagues, caractérisé par le fait qu'il consiste à créer un couple galvanique entre au moins l'une desdites bagues et une anode sacrificielle (40) qui est rapportée sur une partie découverte 10 de cette bague.