Brevet FR3029994A1 — publié le 20160617

Palier à roulement comprenant un flasque d'étanchéité La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement, et notamment ceux utilisés dans les applications automobiles ou industrielles. Dans un palier à roulement, un ou plusieurs joints d'étanchéité sont généralement utilisés pour maintenir le lubrifiant, tel que la graisse, à l'intérieur du palier et limiter l'entrée de particules polluantes. Généralement, de tels joints sont fixés sur l'une des bagues du palier et coopèrent avec l'autre bague pour former une étanchéité dynamique. La demande de brevet WO-A1-2011/121385 (SKF) décrit un palier à roulement comprenant deux joints d'étanchéité fixés sur la bague extérieure et comprenant chacun une lèvre interne en contact de friction avec la bague intérieure. Le palier comprend en outre deux flasques d'étanchéité fixés sur la bague intérieure et comprenant chacun une lèvre externe venant frotter contre le joint d'étanchéité associé. Chaque flasque d'étanchéité comprend une portion radiale montée axialement contre une surface frontale de la bague intérieure et qui est prolongée par une portion de fixation repliée à l'intérieur d'une rainure annulaire formée dans l'alésage de ladite bague. En fonctionnement, des particules polluantes peuvent s'introduire à travers le ou les espaces existants entre la portion de fixation du flasque d'étanchéité et la rainure de la bague intérieure, puis atteindre la lèvre interne du joint d'étanchéité en contact de friction avec ladite bague. En effet, le flasque est formé à partir d'un flanc de tôle par pliage, découpe et emboutissage. En outre, la portion de fixation du flasque est montée à force à l'intérieur de la rainure de la bague intérieure. En conséquence, cette portion de fixation du flasque n'est pas parfaitement droite avec une bonne planéité. Des passages étroits peuvent donc subsister entre la surface extérieure de la portion de fixation du flasque et la rainure de la bague intérieure. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. 3029994 2 Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un palier à roulement comprenant un flasque à étanchéité améliorée. La présente invention vise encore à prévoir un palier à roulement simple à fabriquer et à assembler. 5 Dans un mode de réalisation, le palier à roulement comprend une bague extérieure, une bague intérieure, au moins une rangée d'éléments roulants disposés radialement entre les bagues, au moins un flasque d'étanchéité monté axialement en appui contre une surface frontale de l'une des bagues, et des moyens de fixation dudit flasque 10 d'étanchéité sur ladite bague. Les moyens de fixation recouvrent au moins localement une zone de la surface frontale de ladite bague laissée libre par ledit flasque d'étanchéité. Les moyens de fixation recouvrent une partie dudit flasque adjacente à ladite zone. Les moyens de fixation sont 15 annulaires. Les moyens de fixation assurent la fixation du flasque d'étanchéité sur la surface frontale de bague associée et l'étanchéité entre ledit flasque et ladite bague dans la zone de fixation. La forme annulaire des moyens de fixation permet d'obtenir une étanchéité 20 continue dans le sens circonférentiel entre le flasque et la surface frontale de la bague associée. Ainsi, l'intrusion de particules polluantes entre le flasque d'étanchéité et la surface frontale de cette bague est empêchée. Par ailleurs, lors de la fabrication de la bague, il n'est pas nécessaire de prévoir une opération d'usinage supplémentaire 25 pour former une rainure dans l'alésage ou sur la surface extérieure de ladite bague en vue de la fixation du flasque d'étanchéité. De préférence, ledit flasque d'étanchéité comprend une portion de montage radiale montée axialement en appui contre la surface frontale de ladite bague et pourvue d'un bord d'extrémité libre situé 30 radialement entre l'alésage et la surface extérieure de ladite bague. Dans un mode de réalisation, les moyens de fixation recouvrent le bord d'extrémité libre de la portion de montage dudit flasque d'étanchéité. Alternativement, les moyens de fixation recouvrent une partie de la face interne dudit flasque d'étanchéité située radialement 3029994 3 du côté opposé au bord d'extrémité libre en considérant la portion de montage dudit flasque. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de fixation comprennent un cordon de matière, par exemple un cordon de colle ou 5 un cordon de soudure. Dans un mode de réalisation préféré, le palier comprend en outre au moins un joint d'étanchéité fixé sur l'autre bague et coopérant avec ladite bague, ledit flasque d'étanchéité étant décalé axialement par rapport audit joint d'étanchéité du côté extérieur du palier. Ledit 10 flasque d'étanchéité peut être monté axialement en contact contre ledit joint d'étanchéité. Ledit flasque d'étanchéité peut être monté axialement en contact direct contre la surface frontale de ladite autre bague. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la 15 description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un palier à roulement selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1, et 20 - la figure 3 est une vue de détail d'un palier à roulement selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, un palier 10 à roulement, d'axe 12, comprend une bague extérieure 14, une bague intérieure 16, une pluralité d'éléments roulants 18, ici réalisés sous forme de billes, disposés 25 radialement entre lesdites bagues et une cage 20 de maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants. Le palier 10 comprend, axialement de chaque côté, un joint 22, 24 d'étanchéité annulaire pour fermer l'espace radial existant entre les bagues extérieure 14 et intérieure 16, et un flasque 26, 28 d'étanchéité 30 annulaire axialement en appui contre ledit joint 22, 24 du côté extérieur du palier. Dans l'exemple de réalisation illustré, les joints 22, 24 d'étanchéité sont fixés sur la bague extérieure 14 tandis que les flasques 26, 28 d'étanchéité sont fixés sur la bague intérieure 16. 3029994 4 La bague extérieure 14 comprend une surface extérieure 14a axiale cylindrique, un alésage 14b cylindrique, deux surfaces frontales radiales opposées 14c, 14d délimitant axialement ledit alésage et la surface extérieure, et un chemin de roulement formé sur l'alésage 14b 5 et présentant en section droite un profil interne concave adapté aux éléments roulants 18, ledit chemin de roulement étant dirigé radialement vers l'intérieur. La bague extérieure 14 comprend également deux rainures 14e, 14f annulaires formées sur l'alésage 14b et s'étendant radialement vers l'extérieur. Les rainures 14e, 14f sont 10 disposées respectivement au voisinage des surfaces frontales 14c, 14d. Chaque rainure 14e, 14f est disposée axialement entre les éléments roulants 18 et une des surfaces frontales 14c, 14d. Les rainures 14e, 14f sont symétriques entre elles par rapport à un plan médian radial passant par le centre du palier 10. 15 La bague intérieure 16 comprend un alésage 16a cylindrique, une surface extérieure 16b axiale cylindrique, deux surfaces frontales radiales opposées 16c, 16d délimitant axialement ledit alésage et la surface extérieure, et un chemin de roulement formé sur la surface extérieure 16b et présentant en section droite un profil interne concave 20 adapté aux éléments roulants 18, ledit chemin de roulement étant dirigé radialement vers l'extérieur. La cage 20 est disposée radialement dans l'espace radial délimité par la surface extérieure 16b de la bague intérieure et l'alésage 14b de la bague extérieure. La bague intérieure 16 comprend également deux rainures 16e, 25 16f annulaires formées sur la surface extérieure 16b et s'étendant radialement vers l'intérieur. Les rainures 16e, 16f sont disposées respectivement au voisinage des surfaces frontales 16c, 16d. Les rainures 16e, 16f sont symétriques entre elles par rapport au plan médian radial du palier 10. La rainure 16e, 16f est radialement en 30 regard de la rainure 14e, 14f correspondantes. Les bagues extérieure 14 et intérieure 16 sont concentriques. Dans l'exemple de réalisation illustré, les bagues sont massives. On entend par « bague massive », une bague dont la forme est obtenue par 3029994 5 usinage avec enlèvement de copeaux (tournage, rectification) à partir de tubes, de barres, d'ébauches forgées et/ou roulées. Chaque joint 22, 24 d'étanchéité est disposé radialement entre les bagues extérieure 14 et intérieure 16, et fixé à ladite bague 5 extérieure en étant disposé latéralement aux éléments roulants 18. Chaque joint 22, 24 est fixé à l'intérieur d'une des rainures 14e, 14f de la bague extérieure. Chaque joint 22, 24 d'étanchéité est entièrement logé à l'intérieur de l'espace radial délimité par les bagues extérieure 14 et intérieure 16. Chaque joint 22, 24 est décalé 10 axialement du côté intérieur du palier 10 par rapport à la surface latérale 14c, 14d associée de la bague extérieure. Dans cet exemple de réalisation, les joints 22, 24 d'étanchéité sont identiques entre eux et symétriques par rapport au plan médian radial du palier 10. Les joints 22, 24 étant ici identiques, on décrira 15 uniquement l'un d'entre eux. Le joint 22 d'étanchéité comprend une armature ou insert 30 annulaire rigide et une garniture 32 d'étanchéité annulaire souple fixée sur l'insert. L'insert 30 est réalisé dans un matériau rigide, par exemple en matière métallique ou en matière thermoplastique 20 notamment en polyamide. L'insert 30 forme un insert de renfort de la garniture 32. La garniture 32 est surmoulée ou vulcanisée sur l'insert 30. La garniture 32 est réalisée dans un matériau souple, par exemple en élastomère tel qu'un caoutchouc nitrile ou en thermoplastique élastomère. 25 La garniture 32 recouvre une surface extérieure de l'insert 30. La garniture 32 recouvre une face latérale externe de l'insert 30. La garniture 32 comprend une face latérale 36 externe annulaire orientée axialement du côté extérieur du palier 10 en direction du flasque 26 associé. La face latérale 36 de la garniture forme la face latérale 30 externe du joint 22 d'étanchéité. La face latérale 36 est plane. La face latérale 36 s'étend radialement. Une face latérale 38 interne du joint opposée à ladite face latérale 36 est orientée axialement vers l'intérieur du palier en direction des éléments roulants 18. La face latérale 38 interne est délimitée par l'insert 30. 3029994 6 La garniture 32 forme deux portions d'étanchéité radialement opposées exerçant respectivement une étanchéité statique avec la bague extérieure 14 et une étanchéité dynamique avec la bague intérieure 16. On entend par « étanchéité statique », l'étanchéité 5 réalisée entre deux pièces sans mouvement relatif et par « étanchéité dynamique », une étanchéité entre deux pièces ayant un mouvement relatif. La portion d'étanchéité extérieure de la garniture 32 est insérée à force dans la rainure 14e de la bague 14 extérieure pour fixer le joint 10 22 à ladite bague. La portion d'étanchéité intérieure de la garniture 32 comprend des première et deuxième lèvres 32a, 32b internes annulaires concentriques et s'étendant axialement vers l'intérieur du palier. La lèvre interne 32b vient axialement en appui contre une paroi radiale de la rainure 16e de la bague intérieure. La lèvre 32a interne présente un 15 diamètre supérieur à la lèvre 32b interne et entoure radialement la surface extérieure 16b de la bague intérieure pour former un passage étroit de type labyrinthe avec ladite surface extérieure. Chaque flasque 26, 28 d'étanchéité est décalé axialement par rapport au joint d'étanchéité 22, 24 associé du côté extérieur du palier. 20 Chaque flasque 26, 28 d'étanchéité est monté axialement en appui contre une des surfaces frontales 16c, 16d de la bague intérieure et vient en appui contre la garniture 32 d'étanchéité du joint associé axialement du côté extérieur du palier 10. Les flasques 26, 28 sont symétriques entre eux par rapport au plan radial transversal passant 25 par le centre du palier 10. Les flasques 26, 28 étant identiques dans l'exemple de réalisation illustré, on décrira ici uniquement l'un d'entre eux. Le flasque 26 est réalisé en seule pièce. Le flasque 26 est réalisé dans un matériau rigide, par exemple en matière métallique 30 avantageusement à partir d'un flanc de tôle par découpe et emboutissage. Alternativement, le flasque 26 pourrait être réalisé dans un autre matériau rigide, par exemple en matière synthétique telle que du polyamide. 3029994 7 Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le flasque 26 est fixé sur la surface frontale 16c de bague intérieure par des moyens de fixation 34 annulaires rapportés sur ledit flasque et sur ladite bague. Les moyens de fixation 34 sont distincts du flasque 26 et de la 5 bague intérieure 16. Le flasque 26 s'étend radialement en direction de la bague extérieure 14. Le flasque 26 est monté axialement en contact contre la surface frontale 16c de la bague intérieure. Le flasque 26 vient axialement en appui contre la face latérale 36 externe du joint d'étanchéité. Dans l'exemple de réalisation 10 illustré, le flasque 26 est monté axialement en appui contre la face latérale 36 à proximité de la portion d'étanchéité extérieure de la garniture d'étanchéité 32. Le flasque 26 comprend une face latérale 40 interne orientée axialement du côté du joint 22 d'étanchéité et venant localement en appui contre ledit joint, et une face latérale 42 externe 15 orientée axialement du côté extérieur du palier. Le flasque 26 est monté en contact direct contre le joint 22 d'étanchéité. Le flasque 26 comprend une portion de montage 26a annulaire montée axialement en appui contre la surface frontale 16c de la bague intérieure et une portion d'appui 26b sur le joint 22 d'étanchéité de 20 forme annulaire et en contact axial contre la face latérale 36 externe dudit joint. La portion de montage 26a présente une forme radiale et forme une portion intérieure du flasque. La portion de montage 26a comprend un bord d'extrémité 44 libre (figure 2) délimitant l'alésage du flasque 26. Le bord d'extrémité 44 forme un bord intérieur de petit 25 diamètre de la portion de montage 26a, et plus généralement du flasque 26. Le bord d'extrémité 44 délimite le flasque 26 radialement du côté intérieur. Le flasque 26 est dépourvu de portion prolongeant le bord d'extrémité 44. Le bord d'extrémité 44 est situé radialement entre l'alésage 16a et la surface extérieure 16b de la bague intérieure. Le 30 bord d'extrémité 44 est situé radialement le long de la surface frontale 16c de la bague intérieure. Le bord d'extrémité 44 est axialement adjacent à la surface frontale 16c. La portion d'appui 26b forme une portion externe ou d'extrémité dudit flasque. Dans l'exemple de réalisation illustré, la 3029994 8 portion d'appui 26b présente une forme recourbée concave axialement du côté extérieur et convexe axialement du côté intérieur. Seule la portion d'appui 26b du flasque est montée en contact contre le joint 22 d' étanchéité. 5 Le flasque 26 comprend également une portion de liaison 26c annulaire s'étendant entre les portions de fixation 26a et d'appui 26b en étant reliée auxdites portions. La portion de liaison 26c prolonge radialement un bord d'extrémité de grand diamètre de la portion de montage 26a et est prolongée radialement par la portion d'appui 26b. 10 La portion de liaison 26c est conformée de manière à être flexible et déformable élastiquement dans le sens axial. La portion de liaison 26c s'étend vers l'intérieur en direction du joint 22 d'étanchéité. Dans l'exemple de réalisation illustré, la portion de liaison 26c présente une forme courbée axialement vers l'intérieur du palier 10. 15 Une ondulation 46 est formée sur la portion de liaison 26c de sorte à favoriser encore le caractère flexible et déformable élastiquement dans le sens axial de cette portion. L'ondulation 46 s'étend axialement du côté extérieur du palier 10. Dans l'exemple de réalisation illustré, l'ondulation 46 s'étend à partir du bord 20 d'extrémité de grand diamètre de la portion de montage 26a du flasque. Le flasque 26 comprend ici une unique ondulation 46. Alternativement, le flasque 26 pourrait comprendre une pluralité d'ondulations successives dans le sens radial ou encore d'autres formes favorisant la déformation élastique de la portion de liaison 26c. 25 Comme illustré plus visiblement à la figure 2, les moyens de fixation 34 recouvrent le bord d'extrémité 44 libre du flasque d'étanchéité et recouvrent localement la zone de la surface frontale 16c de la bague intérieure adjacente laissée libre par ledit flasque. Dans l'exemple de réalisation illustré, ladite zone adjacente laissée 30 libre par le flasque est décalée radialement vers l'intérieur par rapport au bord d'extrémité 44 du flasque, et plus généralement par rapport audit flasque. Les moyens de fixation 34 se présentent sous la forme d'un cordon de matière annulaire, pouvant par exemple être un cordon de colle ou un cordon de soudure. Les moyens de fixation 34 forment 3029994 9 un cordon de fixation. Les moyens de fixation 34 sont continus dans le sens circonférentiel. Les moyens de fixation 34 remplissent une double fonction, à savoir réaliser la fixation du flasque 26 d'étanchéité sur la surface 5 frontale 16c de la bague intérieure et assurer l'étanchéité entre ledit flasque 26 et ladite surface frontale. La forme annulaire des moyens de fixation 34 permet d'obtenir une étanchéité continue dans le sens circonférentiel entre le bord d'extrémité 44 du flasque et la surface frontale 16c de la bague. Ainsi, l'intrusion de particules polluantes 10 entre le flasque 26 d'étanchéité et la bague intérieure 16 est empêchée. Par ailleurs, le contact axial entre le flasque 26 d'étanchéité et la face latérale 36 externe du joint permet de limiter l'intrusion de particules polluantes entre ledit flasque et ledit joint. Dans l'exemple de réalisation illustré, le flasque 26 est déformé axialement vers 15 l'extérieur du palier par le contact entre la portion d'appui 26b et le joint 22 d'étanchéité. La portion de liaison 26c du flasque est déformée à l'encontre de son élasticité propre. Le flasque 26 est précontraint axialement par le contact avec le joint 22 d'étanchéité. À l'état précontraint, l'écartement axial entre la portion de montage 26a 20 et la portion d'appui 26b du côté de la face interne 40 du flasque est inférieur à l'écartement axial entre lesdites portions à l'état libre dudit flasque ou non sollicité. Par élasticité, la portion de liaison 26c du flasque tend à reprendre sa position non contrainte ou non sollicitée axialement. La portion d'appui 26b du flasque exerce ainsi un effort 25 axial de précontrainte permanent sur le joint 22 d'étanchéité. Ceci permet de favoriser le maintien du contact axial glissant entre le flasque 26 et le joint 22. L'exemple de réalisation illustrée à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier 30 exemple décrit uniquement par la disposition des moyens de fixation 34 annulaires. Les moyens de fixation 34 recouvrent localement la zone de la surface frontale 16c de la bague intérieure laissée libre par le flasque d'étanchéité qui est décalée radialement vers l'extérieur du palier par rapport à la portion de montage 26a dudit flasque. Les 3029994 10 moyens de fixation 34 recouvrent une partie de la face latérale 40 interne du flasque qui est adjacente et axialement en regard de ladite zone. Cette partie de la face latérale 40 interne du flasque est située radialement du côté opposé au bord d'extrémité 44 en considérant la 5 portion de montage 26a dudit flasque. Dans cet exemple de réalisation, les moyens de fixation 34 peuvent par exemple être un cordon de colle. Dans les exemples de réalisation illustrés, chaque flasque est deformable élastiquement dans le sens axial de sorte à favoriser le maintien du contact axial entre le flasque et le joint associé. En 10 variante, il pourrait cependant être possible de prévoir des flasques non déformables élastiquement. En variante, il pourrait également être possible de prévoir une autre conception des joints d'étanchéités. Chaque joint pourrait comprendre une lèvre externe venant frotter contre la face interne du flasque associé. 15 Dans les exemples de réalisation illustrés, le flasque d'étanchéité est fixé sur la bague intérieure et le joint d'étanchéité associé est fixé sur la bague extérieure. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir une disposition inversée avec le joint d'étanchéité fixé sur la bague intérieure et le flasque associé fixé sur 20 la bague extérieure. Dans ce cas, les moyens de fixation peuvent être disposés de sorte à recouvrir un bord d'extrémité libre de la portion de montage du flasque d'étanchéité délimitant le diamètre extérieur dudit flasque. Ce bord forme un bord de grand diamètre du flasque. Les moyens de fixation recouvrent localement la zone de la surface 25 frontale de la bague extérieure laissée libre par le flasque d'étanchéité qui est décalée radialement vers l'extérieur par rapport au bord d'extrémité libre de grand diamètre du flasque. Alternativement, lorsque le flasque est fixé sur la bague extérieure, les moyens de fixation peuvent recouvrir localement la zone de la surface frontale de 30 la bague extérieure laissée libre par le flasque d'étanchéité qui est décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la portion de montage dudit flasque, et recouvrir une partie de la face latérale interne du flasque qui est adjacente et axialement en regard de ladite zone. 3029994 11 Dans une autre variante de réalisation, il pourrait encore être possible de ne pas prévoir de joint d'étanchéité associé à chaque flasque d'étanchéité. Dans ce cas, chaque flasque peut coopérer avec la bague vers laquelle ledit flasque s'étend pour former une étanchéité 5 par passage étroit. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant une bague extérieure (14), une bague intérieure (16), au moins une rangée d'éléments roulants (18) disposés radialement entre les bagues, au moins un flasque (26) d'étanchéité monté axialement en appui contre une surface frontale (16c) de l'une des bagues (16), et des moyens de fixation (34) dudit flasque d'étanchéité sur ladite bague (16), caractérisé en ce que les moyens de fixation (34) recouvrent au moins localement une zone de la surface frontale (16c) de ladite bague laissée libre par ledit flasque (26) d'étanchéité et une partie dudit flasque adjacente à ladite zone, lesdits moyens de fixation étant annulaires. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel ledit flasque d'étanchéité (26) comprend une portion de montage (26a) radiale montée axialement en appui contre la surface frontale (16c) de ladite bague et pourvue d'un bord d'extrémité (44) libre situé radialement entre l'alésage et la surface extérieure de ladite bague. 3. Palier selon la revendication 2, dans lequel les moyens de fixation (34) recouvrent le bord d'extrémité (44) libre de la portion de montage (26a) dudit flasque d'étanchéité. 4. Palier selon la revendication 2, dans lequel les moyens de fixation (34) recouvrent une partie de la face interne dudit flasque d'étanchéité située radialement du côté opposé au bord d'extrémité (44) libre en considérant la portion de montage (26a) dudit flasque. 5. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de fixation (34) comprennent un cordon de matière. 6. Palier selon la revendication 5, dans lequel les moyens de fixation (34) comprennent un cordon de colle. 7. Palier selon la revendication 5, dans lequel les moyens de fixation (34) comprennent un cordon de soudure. 8. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un joint (22) d'étanchéité fixé sur l'autre bague (14) et coopérant avec ladite bague (16), ledit 3029994 13 flasque (26) d'étanchéité étant décalé axialement par rapport audit joint (22) d'étanchéité du côté extérieur du palier. 9. Palier selon la revendication 8, dans lequel ledit flasque (26) d'étanchéité est monté axialement en contact contre ledit joint 5 (22) d'étanchéité. 10.Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit flasque (26) d'étanchéité est monté axialement en contact direct contre la surface frontale (16c) de ladite autre bague.