Brevet FR3033855A1 — publié le 20160923

Palier, notamment pour véhicule La présente invention concerne le domaine des paliers. Plus particulièrement, l'invention concerne les paliers roulement dits d'orientation, de large diamètre, capables d'assurer la rotation d'une partie mobile par rapport à une partie fixe, notamment ceux utilisés dans les véhicules, notamment militaires. De tels paliers comprennent généralement une bague intérieure, une bague extérieure, au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre lesdites bagues et des joints d'étanchéité disposés entre les bagues pour délimiter un espace annulaire fermé à l'intérieur duquel sont disposés les éléments roulants. Dans certaines conditions d'utilisation, l'étanchéité de tels paliers ainsi réalisée peut s'avérer insuffisante, notamment pour une utilisation dans un véhicule submersible ou évoluant dans un milieu pollué par exemple gazeux ou de radiations. La présente invention a pour objectif de proposer un palier à roulement, notamment pour véhicule, à étanchéité améliorée et apte à pouvoir être adapté à différentes conditions d'usage et d' environnement. Selon un mode de réalisation, il est proposé un palier qui comprend une bague intérieure, une bague extérieure, et des moyens d' étanchéité. Le palier comprend en outre un dispositif gonflable d'étanchéité complémentaire monté sur l'une desdites bagues. Ce dispositif d'étanchéité comprend une partie annulaire fixe présentant au moins un orifice et une partie annulaire deformable accouplée à la partie annulaire fixe. Cette partie annulaire deformable est apte à se déformer axialement dans un sens depuis une position de retrait vers une position déployée sous l'effet d'un fluide introduit par ledit orifice et axialement dans l'autre sens vers sa position de retrait, 3033855 2 au moins une chambre annulaire de réception du fluide, dans laquelle débouche ledit orifice, étant formée entre lesdites parties fixe et deformable au moins lorsque la partie annulaire deformable est déployée axialement. 5 Ainsi, le dispositif d'étanchéité peut être utilisé en cas de besoin. Ladite partie annulaire deformable peut comprendre une membrane annulaire deformable. Ladite partie annulaire deformable peut comprendre un organe 10 annulaire de contact solidaire de ladite membrane annulaire deformable. Selon une variante de réalisation, ladite partie annulaire fixe peut comprendre des ailes annulaires espacées et une branche annulaire de raccordement reliant ces ailes, de sorte à former une 15 rainure annulaire, ledit orifice étant aménagé dans la branche annulaire de raccordement. En outre, ladite membrane annulaire deformable peut comprendre des ailes annulaires accouplées aux ailes de la partie annulaire fixe et une portion annulaire centrale deformable reliant ces ailes. 20 Selon une réalisation particulière, ladite portion annulaire centrale de ladite membrane annulaire peut être apte à être engagée, en position de retrait, dans ladite rainure annulaire de la partie annulaire fixe et apte à se déployer axialement à l'extérieur de cette rainure annulaire vers sa position déployée. 25 La partie annulaire fixe peut être avantageusement montée dans une rainure annulaire de la bague qui porte le dispositif d'étanchéité. Le dispositif d'étanchéité peut comprendre un conduit présentant une extrémité solidaire de ladite partie annulaire fixe et relié audit l'orifice. 30 Selon une réalisation particulière, le palier peut comprendre une source de fluide reliée audit conduit et montée sur la bague qui porte le dispositif d'étanchéité. 3033855 3 Selon une disposition particulière, en position déployée, la partie annulaire deformable peut être apte à venir en contact sur une face de l'autre bague. Il est également proposé un assemblage de deux pièces reliées 5 par l'intermédiaire d'un palier à roulement tel que ci-dessus, dans lequel ladite partie annulaire deformable du dispositif d'étanchéité, solidaire de l'une desdites pièces, est apte à venir, en position déployée, en contact sur une face annulaire de l'autre pièce. Un palier à roulement muni d'un dispositif d'étanchéité va 10 maintenant être décrit à titre d'exemple de réalisation non limitatif, illustré par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une demi-vue en coupe du palier à roulement, passant par l'axe d'un conduit du dispositif d'étanchéité, ce dernier étant en position de retrait ; 15 - la figure 2 représente une demi-vue en coupe du palier à roulement, correspondant à la figure 1, le dispositif d'étanchéité étant en position déployée ; - la figure 3 représente une demi-vue agrandie en coupe du dispositif d'étanchéité en position de retrait, en un autre endroit autre 20 que celui où se trouve ledit conduit ; - la figure 4 représente une demi-vue agrandie en coupe du dispositif d'étanchéité, correspondant à la figure 1 ; et - la figure 5 représente une demi-vue agrandie en coupe du dispositif d'étanchéité, correspondant à la figure 2. 25 Comme illustré sur les figures 1 et 2, un palier à roulement 10, de large diamètre, est utilisé par exemple sur un véhicule submersible, à titre de palier d'orientation. Le palier à roulement 10 comprend une bague intérieure 11, une bague extérieure 12, et une rangée 13 d'éléments roulants 14 30 disposés entre ces bagues 11 et 12. Selon l'exemple représenté, les bagues 11 et 12 se présentent sous la forme de couronnes concentriques pouvant tourner l'une par rapport à l'autre selon un axe de rotation (non représenté) du palier, la bague extérieure 12 entourant à distance la bague intérieure 11. Les éléments roulants 14 sont formés 3033855 4 par des billes partiellement engagées dans des chemins annulaires de roulement 15 et 16 en vis-à-vis des bagues 11 et 12. L'espace annulaire entre les bagues 11 et 12, dans lequel est disposée la rangée 13 d'éléments roulants 14, est fermé, axialement de 5 part et d'autre, par des joints annulaires 17 et 18 par exemple portés par la bague intérieure 11 et en contact avec la bague extérieure 12. La bague intérieure 11 est destinée à être fixée sur le châssis du véhicule, dont une partie 19 est visible sur les figures. La bague extérieure est destinée à être fixée sur la tourelle du véhicule, dont une 10 partie 20 est visible sur les figures. La bague intérieure 11 présente une denture intérieure 21 destinée à engrener avec des pignons d'engrenage pour orienter la tourelle mobile du véhicule Le palier à roulement 10 comprend en outre un dispositif gonflable d'étanchéité complémentaire, repéré d'une manière générale 15 par la référence 22, qui est destiné à constituer une étanchéité complémentaire à la périphérie du joint d'étanchéité annulaire 17, entre la bague extérieure 12 et une partie périphérique 23 du châssis 19 sur lequel la bague intérieure 11 est montée Le dispositif d'étanchéité 22 est par exemple monté sur la 20 bague extérieure 12 et comprend une partie annulaire fixe 24 installée dans une rainure annulaire 25 de la bague extérieure 12, aménagée dans une face annulaire radiale 26 de cette dernière faisant face à distance à une face annulaire radiale 27 du châssis 22, la rainure annulaire 25 étant radialement à l'extérieur et à distance du joint 25 annulaire d'étanchéité 17. Comme illustré plus particulièrement sur les figures 3 à 5, la partie annulaire fixe 24 se présente sous la forme d'un profilé de section en forme de U qui comprend une branche annulaire radiale de raccordement 28 disposée contre le fond annulaire radial de la rainure 30 25 (figure 3) et des ailes latérales cylindriques intérieure et extérieure 29 et 30, espacées radialement et s'étendant en direction de la face radiale 27 de la portion 23 du châssis 19, à distance des flancs cylindriques de la rainure 25. 3033855 5 Le dispositif d'étanchéité 22 comprend en outre une partie annulaire deformable 31 accouplée à la partie annulaire fixe 24. La partie annulaire deformable 31 comprend une membrane annulaire deformable 31a qui se présente sous la forme d'un profilé 5 qui comprend des ailes latérales cylindriques intérieure et extérieure 32 et 33 respectivement situées à l'intérieur et à l'extérieur des ailes 29 et 30 de la partie fixe 24 et accolées à ces dernières. Les ailes latérales 32 et 33 s'étendent respectivement entre les ailes latérales 29 et 30 de la partie annulaire fixe 24 et les flancs 10 opposés de la rainure 25 et présentent des extrémités engagées dans des rainures annulaires 34 et 35 de la branche annulaire de raccordement 28 de la partie annulaire fixe 24, ces rainures 34 et 35 étant aménagées de part et d'autre des ailes latérales 29 et 30. Le dispositif d'étanchéité 22 est maintenu dans la rainure 25 15 par le fait que la branche annulaire de raccordement 28 de la partie annulaire fixe 24 est insérée à force entre les flancs opposés de la rainure annulaire 25, en serrant les parties d'extrémité des ailes latérales 32 et 33 de la membrane annulaire deformable 31, prises dans les rainures 34 et 35 de la partie annulaire fixe 24. La membrane 20 annulaire deformable 31a comprend en outre une portion annulaire centrale 36 joignant ses ailes latérales 32 et 33. Comme illustré plus particulièrement sur les figures 1, 3 et 4, cette partie centrale 36 est apte à occuper une position de retrait dans laquelle elle enveloppe les extrémités des ailes latérales 29 et 30 de la 25 partie annulaire fixe 24 et est introduite dans la rainure annulaire 37 de la partie annulaire fixe 24 formée entre les ailes latérales 29 et 30 de cette partie annulaire fixe 24 et orientée axialement vers la partie 23 du châssis 19. Dans cette position de retrait, la portion annulaire centrale 36 30 de la membrane annulaire deformable 31a épouse la forme de la rainure annulaire 37 de la partie annulaire fixe 24 et forme une rainure annulaire 38 orientée axialement vers la partie 23 du châssis 19. Selon une autre variante de réalisation, la portion annulaire centrale 36 de la membrane annulaire deformable 31a pourrait s'étendre à distance du 3033855 6 fond et éventuellement des flancs de la rainure annulaire 37 de la partie annulaire fixe 24. La partie annulaire deformable 31 comprend en outre un organe annulaire de contact 39 solidaire d'une zone annulaire médiane 5 extérieure de la portion annulaire centrale 36 de la membrane annulaire deformable 31a. Dans la position de retrait, cet organe annulaire de contact 39 est introduit, avec jeu latéral, au moins en partie dans la rainure 38 formée par la partie annulaire centrale de la membrane annulaire deformable 31a introduite dans la rainure 37 de la 10 partie annulaire fixe 24. Selon l'exemple de réalisation tel que représenté sur les figures 1, 3 et 4, le dispositif d'étanchéité 22, en position de retrait, est complètement dans la rainure 25 de la bague extérieure 12 par rapport à la face radiale 26 de la bague extérieure 12. Il est ainsi protégé. 15 Le dispositif d'étanchéité 22 comprend en outre un moyen 40 d'amenée d'un fluide tel qu'un gaz, entre la partie annulaire fixe et la partie annulaire deformable. Ce moyen d'amenée 40 comprend un conduit axial 41 qui s'étend au travers d'un passage axial 42 de la bague extérieure 12 et 20 dont l'extrémité est engagée de façon étanche dans un orifice axial 43 aménagé en un endroit au travers de la branche annulaire radiale de raccordement 28 de la partie annulaire fixe 24. Comme illustré plus précisément sur les figures 3, 4 et 5, la branche annulaire radiale de raccordement 28 peut présenter une 25 portion en saillie 44 au travers de laquelle est aménagé l'orifice axial 43, une partie d'extrémité du conduit axial 41 présentant une nervure périphérique 45 engagée dans une gorge annulaire intérieure 46 de l'orifice axial 43. Par ailleurs, comme illustré sur les figures 1 et 2, le conduit 41 30 s'étend au travers d'une portion 20a du châssis 20 et son autre extrémité est reliée à une source d'un fluide sous pression (non représentée), par exemple d'air, du véhicule. Selon une variante de réalisation, cette source de pression pourrait être portée par la bague extérieure 12. 3033855 7 Lorsqu'un fluide sous pression est amené par le conduit axial 41, ce fluide s'introduit dans une chambre annulaire de réception 47 formée entre la partie annulaire fixe 24 et la membrane annulaire 31a de la partie deformable annulaire 31 et provoque un gonflement axial 5 ou une expansion axiale de la membrane annulaire 31a en direction de la portion 23 du châssis 19. Plus précisément, la portion annulaire centrale 36 de la membrane annulaire 31a s'extrait axialement de la rainure 37 de la partie annulaire fixe 24 et s'expanse axialement au-delà de la face 10 radiale annulaire 26 de la bague extérieure 12, entraînant avec elle l'organe annulaire de contact 39, vers une position déployée limitée dans laquelle une face annulaire radiale de contact 48 de l'organe annulaire de contact 39 entre en contact sur une zone annulaire de la face radiale 27 de la portion 23 du châssis 19, cette zone annulaire 15 étant radialement à l'extérieur et à distance du joint annulaire d'étanchéité 17. Dans cette position déployée illustrée sur les figures 2 et 5, le dispositif d'étanchéité 22 s'étend autour et à distance du joint annulaire d'étanchéité 17. La portion annulaire centrale 36 de la 20 membrane annulaire 31a présente, par exemple, une section droite en U. C'est la pression du fluide dans la chambre annulaire 47 qui détermine la pression de l'organe annulaire de contact 39 sur la face radiale 27 de la portion 23 du châssis 19. Selon une variante de réalisation, l'organe annulaire de contact 39 présente, dans sa face de 25 contact 48, des rainures annulaires espacées 49. Dans cette position déployée, une étanchéité est créée entre la bague extérieure 12 et la portion 23 du châssis 19, grâce au montage étanche de la partie annulaire fixe 24 dans la rainure 25 de la bague extérieure 12, à la membrane annulaire 31a, à l'organe annulaire de 30 contact 39 et au contact de ce dernier sur la face radiale 27 de la portion 23 du châssis 19. En outre, dans cette position déployée, la bague extérieure 12 et le châssis 19 solidaire de la bague intérieure 11 peuvent tourner l'un par rapport à l'autre. Cette rotation engendre un frottement entre 3033855 8 l'organe annulaire de contact 39 et la face radiale 27 de de la portion 23 du châssis 19. Lorsque la pression du fluide dans la chambre annulaire 47 est relâchée et le fluide évacué par le conduit 41, la membrane 31a se 5 déforme dans l'autre sens, vers sa position de retrait, en éloignant l'organe annulaire de contact 39 de la face radiale 27 de de la portion 23 du châssis 19. La position de retrait décrite précédemment peut être atteinte sous l'effet d'une déformation élastique préalable de la membrane annulaire 31a lors de sa déformation vers sa position 10 déployée et/ou sous l'effet d'une dépression du fluide dans la chambre annulaire 47, créée par une pompe extérieure. Le dispositif d'étanchéité 22 étant intégré, au moins en partie, dans la bague extérieure 12, il n'engendre aucun encombrement désavantageux. 15 Le dispositif d'étanchéité 22 peut être amené en position déployée uniquement en cas de besoin, par exemple en cas de submersion du véhicule ou lorsque ce dernier se trouve dans un environnement pollué par exemple pas des gaz ou des radiations. Lorsque le joint d'étanchéité 22 est dans sa position de retrait 20 et n'est donc pas utilisé, il ne se dégrade pas et n'engendre aucun couple supplémentaire lors des rotations des châssis 19 et 20 l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire du palier à roulement 10. Selon un autre exemple de réalisation, la bague intérieure 11 pourrait comprendre une portion annulaire prenant la place de la 25 portion annulaire 23 du châssis 19, de sorte que le joint d'étanchéité 1 pourrait être mis en contact sur cette portion annulaire de cette bague. Selon un exemple de réalisation, les ailes annulaires 32 et 33 de la membrane 31a de la partie deformable 31 peuvent être en contact à l'état rétracté sur les ailes annulaires 29 et de la partie fixe 24 sur 30 respectivement collées les unes sur les autres. L'organe annulaire de contact 39 peut être vulcanisé sur la portion annulaire centrale 38 de la membrane 31a. Par exemple, la partie fixe 24 peut être en silicone toile, la membrane 31a peut être en kevlar fibré et l'organe annulaire de contact 29 peut être en silicone toile. 3033855 9 La présente invention a été illustrée ci-dessus par la description d'un palier à roulement particulier. Bien entendu, le dispositif d'étanchéité pourrait être monté dans un palier présentant plusieurs rangées d'éléments roulants et des moyens d'étanchéité de 5 l'espace dans lequel se déplacent ces éléments roulants différents. L'invention peut également s'appliquer à un palier sans éléments roulants interposés entre les bagues, par exemple comme pour un palier lisse ou une rotule. En outre, le dispositif gonflable d'étanchéité pourrait être agencé pour se déplacer radialement ou en biais. REVENDICATIONS1. Palier comprenant une bague intérieure (11), une bague extérieure (12) et des moyens d'étanchéité (17, 18), caractérisé par le fait que le palier comprend un dispositif gonflable d'étanchéité complémentaire (22) monté sur l'une desdites bagues et comprenant : une partie annulaire fixe (24) présentant au moins un orifice (43) et une partie annulaire deformable (31) accouplée à la partie annulaire fixe, la partie annulaire deformable (31) étant apte à se déformer dans un sens depuis une position de retrait vers une position déployée sous l'effet d'un fluide introduit par ledit orifice et dans l'autre sens vers sa position de retrait, au moins une chambre annulaire (47) de réception du fluide, dans laquelle débouche ledit orifice, étant formée entre lesdites parties fixe et deformable au moins lorsque la partie annulaire deformable est déployée axialement. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel ladite partie annulaire deformable comprend une membrane annulaire deformable (31a). 3. Palier selon la revendication 2, dans lequel ladite partie annulaire deformable comprend un organe annulaire de contact (39) solidaire de ladite membrane annulaire deformable (31a). 4. Palier selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel ladite partie annulaire fixe (24) comprend des ailes annulaires espacées (29, 30) et une branche annulaire de raccordement (28) reliant ces ailes, de sorte à former une rainure annulaire (37), ledit orifice (43) étant aménagé dans la branche annulaire de raccordement, et dans lequel ladite membrane annulaire deformable (31a) comprend des ailes annulaires (32, 33) accouplées aux ailes de la partie annulaire fixe et une portion annulaire centrale deformable (36) reliant ces ailes. 5. Palier selon la revendication 4, dans lequel ladite portion annulaire centrale (36) de ladite membrane annulaire (31a) est apte à être engagée, en position de retrait, dans ladite rainure annulaire (37) 3033855 11 de la partie annulaire fixe (24) et apte à se déployer axialement a l'extérieur de cette rainure annulaire (37) vers sa position déployée. 6. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie annulaire fixe (24) est montée dans 5 une rainure annulaire (25) de la bague qui porte le dispositif d' étanchéité. 7. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d'étanchéité comprend un conduit (41) qui présente une extrémité solidaire de ladite partie 10 annulaire fixe (24) et qui est relié audit orifice (43). 8. Palier selon la revendication 7, comprenant une source de fluide reliée audit conduit (41) et montée sur la bague qui porte le dispositif d'étanchéité. 9. Palier selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, dans lequel, en position déployée, la partie annulaire deformable (31a) est apte à venir en contact sur une face de l'autre bague. 10. Assemblage de deux pièces (19, 20) reliées par l'intermédiaire d'un palier à roulement selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, dans lequel ladite partie annulaire deformable (31a) du dispositif d'étanchéité, solidaire de l'une desdites pièces (20), est apte à venir, en position déployée, en contact sur une face annulaire (27) de l'autre pièce (19).