Brevet FR3114850A1 — publié le 20220408

L’invention concerne un dispositif d’étanchéité (6) pour un palier comprenant deux organes (1, 2) formant entre eux une interface (3) de rotation relative autour d’un axe, ledit dispositif comprenant une première armature (10) destinée à être associée à l’un des organes (1, 2) et une deuxième armature (11) solidaire de l’autre organe (1, 2) en formant un passage (12) entre l’interface de rotation (3) et l’extérieur, la première armature (10) portant une élément d’étanchéité (16) qui comprend une structure aval (16a) disposée dans le passage (12) et une structure amont (16b) disposée à l’extérieur dudit passage, la structure amont (16b) présentant au moins une saillie annulaire (22) qui s’étend du côté de la deuxième armature (11), ladite saillie étant agencée pour faire goutter à distance du passage (12) un ruissèlement se propageant le long de ladite structure amont. Figure 1 Dispositif d’étanchéité pour palier à roulement L’invention concerne un dispositif d’étanchéité pour un palier comprenant deux organes, respectivement extérieur et intérieur, formant entre eux une interface de rotation relative autour d’un axe, ainsi qu’un palier à roulement dont au moins un côté de l‘interface de rotation est équipé d’un tel dispositif d’étanchéité. En particulier, l’invention s’applique aux paliers à roulement de véhicule automobile, notamment aux paliers de roue. De façon avantageuse, un palier suivant l’invention permet le montage d’une roue motrice ou non motrice de véhicule automobile, l’organe intérieur étant tournant et comprenant des moyens de fixation de la roue tandis que l’organe extérieur est fixe et comprend des moyens de fixation sur un élément de suspension du véhicule. Par ailleurs, pour permettre la rotation relative des organes, des corps roulants, notamment sous forme de billes, peuvent être disposés dans l’interface de rotation. Pour empêcher d’une part les fuites de lubrifiant présent dans l’interface de rotation, et d’autre part la contamination de ladite interface avec des polluants extérieurs, au moins un côté de l’interface de rotation peut être équipé d’un dispositif d’étanchéité. Pour ce faire, on connaît des dispositifs d’étanchéité comprenant au moins une armature rigide destinée à être associée à un organe en formant, avec une armature solidaire de l’autre organe, un passage entre l’interface de rotation et l’extérieur. En particulier, on connaît des dispositifs d’étanchéité dans lesquels les deux armatures présentent chacune une paroi axiale d’association par emmanchement à un organe et au moins une paroi formant avec une paroi de l’autre armature une chambre d’étanchéité dans laquelle le passage s’étend, pour limiter la pénétration de polluants extérieurs dans l’interface de rotation. Par ailleurs, pour limiter davantage l’entrée de polluants extérieurs dans l’interface de rotation, l’une des armatures peut être équipée d’un élément d’étanchéité comprenant au moins une lèvre disposée dans ledit passage en étant en contact frottant sur une portée de l’autre armature. Pour satisfaire aux cahiers des charges de plus en plus sévères relativement à l’étanchéité, notamment pour la validation des paliers de roue par les constructeurs automobiles, cette solution conduit à un couple de frottement important qui, outre l’impact négatif sur l’énergie nécessaire à la rotation du palier, provoque un niveau de température de fonctionnement élevé et donc une usure prématurée de la lèvre frottante. En outre, cette usure est d’autant plus rapide que des polluants peuvent rentrer au niveau de la portée de frottement et y demeurer lors de la rotation. Pour tenter de résoudre ce problème, on peut proposer d’ajouter du chicanage d’entrée dans l’espace de roulement, limitant ainsi les échanges entre ledit espace et l’extérieur, notamment au niveau de la portée de frottement. En particulier, l’élément d’étanchéité peut présenter une structure aval disposée dans le passage et portant au moins une lèvre d’étanchéité, ainsi qu’une structure amont disposée à l’extérieur du passage, en étant agencée pour limiter l’entrée de polluants extérieurs dans ledit passage. L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant notamment un palier à roulement équipé d’un tel dispositif dont l’étanchéité est optimisée tout en limitant le couple de frottement induit. A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif d’étanchéité pour un palier comprenant deux organes formant entre eux une interface de rotation relative autour d’un axe, ledit dispositif comprenant une première armature destinée à être associée à l’un des organes et une deuxième armature solidaire de l’autre organe en formant un passage entre l’interface de rotation et l’extérieur, la première armature portant une élément d’étanchéité qui comprend une structure aval disposée dans le passage et une structure amont disposée à l’extérieur dudit passage, la structure amont présentant au moins une saillie annulaire qui s’étend du côté de la deuxième armature, ladite saillie étant agencée pour faire goutter à distance du passage un ruissèlement se propageant le long de ladite structure amont. Selon un deuxième aspect, l’invention propose un palier à roulement comprenant deux organes et des corps roulants disposés dans une interface de rotation formée entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative autour d’un axe, au moins un côté de l’interface de rotation étant équipé d’un tel dispositif d’étanchéité, la première armature étant associée à l’un des organes en formant avec la deuxième armature un passage entre l’interface de rotation et l’extérieur. D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : et sont des représentations schématiques en coupe axiale partielle d’un côté d’un palier à roulement selon respectivement un mode de réalisation de l’invention ; est une représentation schématique en coupe axiale partielle d’un côté d’un palier à roulement selon une variante de réalisation de la figure 1. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un palier à roulement, en particulier pour le montage d’une roue motrice ou non motrice d’un véhicule automobile. Le palier comprend deux organes, respectivement extérieur 1 et intérieur 2, montés en rotation relative autour d’un axe par l’intermédiaire d’une interface de rotation 3 formée entre lesdits organes. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l’axe de rotation du palier (horizontal sur les figures), respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Dans le mode de réalisation représenté, l’organe extérieur 1 est destiné à être fixe, en étant associé par exemple à un élément de suspension du véhicule, et l’organe intérieur 2 est destiné à être tournant avec la roue. Toutefois, l’invention peut s’appliquer à une autre configuration de palier à contact de roulement, comprenant deux organes 1, 2 en rotation relative, éventuellement destiné à une autre application que le montage d’une roue de véhicule automobile. Le palier représenté comprend des corps roulants, notamment sous forme de billes 4, qui sont disposés dans l’interface de rotation 3 pour permettre la rotation relative des organes 1, 2. Pour ce faire, l’interface de rotation 3 comprend deux pistes de roulement 1a, 2a formées chacune sur respectivement un organe 1, 2, lesdites pistes formant entre elles un chemin de roulement dans laquelle est disposée une rangée de corps roulants 4. Toutefois, l’invention n’est pas limitée à un mode de réalisation du palier, en particulier relativement à la géométrie des corps roulants 4, à la géométrie et/ou à la disposition relative des organes fixe 1 et tournant 2. Au moins un côté 5 de l’interface de rotation 3 est équipé d’un dispositif d’étanchéité 6 pour empêcher, d’une part, les fuites de lubrifiant présent dans l’interface de rotation 3 et, d’autre part, la contamination de ladite interface avec des polluants extérieurs, notamment à base de boues. Sur les figures, le côté 5 de l’interface de rotation 3 présente deux parois 1b, 2b sensiblement axiales de respectivement un organe 1, 2, lesdites parois s’étendant chacune dans le prolongement de respectivement une piste de roulement 1a, 2a. Dans les modes de réalisation représentés, le côté 5 débouche à l’extérieur par l’intermédiaire d’une ouverture annulaire 7 formée entre une excroissance 8 du premier organe 1 et une paroi 9 du deuxième organe 2. En particulier, l’excroissance 8 est sous la forme d’un anneau de section rectangulaire qui s’étend axialement en direction de la paroi 9. Le dispositif d’étanchéité 6 comprend une première armature 10 destinée à être associée à l’un des organes 1, 2 et une deuxième armature 11 solidaire de l’autre organe 2, 1 en formant un passage 12 entre l’interface de rotation 3 et l’extérieur du palier. En relation avec les figures 1 et 2, la deuxième armature 11 est destinée à être associée à l’autre organe 1, 2, lesdites armatures pouvant être réalisées en matériau métallique, notamment par pliage d’une tôle emboutie. Sur les figures, la première armature 10 comprend une paroi extérieure axiale 10a qui est associée par emmanchement sur une portée axiale extérieure de l’excroissance 8, ainsi qu’une paroi intérieure 10b qui s’étend sensiblement radialement. En particulier, la paroi intérieure 10b présente une portion extérieure 13 en appui axial sur l’extrémité de l’excroissance 8 et une portion intérieure 14 formée dans le prolongement radial de ladite portion extérieure. Sur les figures 1 et 2, la deuxième armature 11 comprend une paroi intérieure axiale 11a qui est associée par emmanchement sur la paroi axiale 2b, ainsi qu’une paroi radiale 11b qui est en appui axial sur une paroi complémentaire 15 du deuxième organe 2. En particulier, la deuxième armature 11 comprend une paroi intermédiaire 11c inclinée qui relie la paroi radiale 11b à la paroi 11a d’emmanchement axial. En relation avec la figure 3, la deuxième armature 11 est formée sur l’autre organe 1, 2, notamment par une paroi 30 radiale usinée qui est prolongée extérieurement par une saillie axiale 31 et est reliée intérieurement à la paroi axiale 2b par une paroi rayonnée 32. La première armature 10 porte un élément d’étanchéité 16 qui comprend une structure aval 16a disposée dans le passage 12 et une structure amont 16b disposée à l’extérieur dudit passage. Dans la description, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à un sens de circulation depuis l’extérieur vers l’interface 3 de rotation. De façon avantageuse, les structures aval 16a et amont 16b sont formées d’une seule pièce, notamment en matériau élastomère, qui est associée par surmoulage à la première armature 10. En particulier, l’élément d’étanchéité 16 peut être réalisé à base de copolymère butadiène nitrile (NBR), éventuellement renforcé mécaniquement par des charges telles que du noir de carbone, de NBR hydrogéné (HNBR), de fluoropolymère ou de polyacrylate. Dans les modes de réalisation représentés, les armatures 10, 11 forment entre elles une chambre d’étanchéité 17 dans laquelle le passage 12 s’étend, et dans laquelle est disposée la structure aval 16a. La structure aval 16a présente en outre au moins une lèvre 19a, 19b, 19c qui est en interférence d’étanchéité avec la deuxième armature 11. La structure aval 16a représentée comprend deux lèvres extérieure 19a et intérieure 19b sensiblement axiales, la lèvre extérieure 19a présentant une extrémité libre disposée en regard axial de la paroi radiale 11b (figures 1 et 2) ou en regard axial de la paroi 30 (figure 3), et la lèvre intérieure 19b étant disposée en contact frottant sur la paroi intermédiaire 11c inclinée (figures 1 et 2) ou sur la paroi 32 (figure 3). Par ailleurs, la structure aval 16a présente une lèvre annexe 19c qui s’étend sensiblement radialement depuis une extrémité libre de la portion intérieure 14 pour venir en contact frottant sur la paroi axiale 11a d’emmanchement (figures 1 et 2) ou sur la paroi axiale 2b (figure 3), afin d’empêcher les fuites dans la chambre 17 de lubrifiant provenant de l’interface de rotation 3. Le passage 12 présente une ouverture amont 20 formée à l’interface entre les armatures 10, 11, ladite ouverture étant agencée pour limiter l’entrée de polluants extérieurs dans ledit passage. La deuxième armature 11 comprend une paroi extérieure 11d qui, sur les figures 1 et 2, s’étend axialement en partie extérieure de la paroi d’appui 11b et, sur la figure 3, est formée sur la saillie 30. L’ouverture 20 est délimitée au moins partiellement par la paroi extérieure 11d. En particulier, la paroi extérieure 11d présente une extrémité libre qui vient en regard axial de la portion d’appui 13 de la première armature 10, l’ouverture amont 20 étant formée à leur interface. De façon avantageuse, l’élément d’étanchéité 16 comprend un voile 16c qui s’étend sur la portion d’appui 13, et notamment dans l’ouverture 20, afin d’en limiter la dimension axiale, et ainsi diminuer le risque d’entrée de polluants extérieurs par ladite ouverture. Sur la figure 3, le voile 16c comprend un bourrelet axial 33 qui s’entend en regard de la saillie 31 pour former l’ouverture à leur interface. Pour limiter l’entrée de polluants extérieurs dans l’ouverture 7, la structure amont 16b présente un déflecteur 21 radial qui est interposé entre l’extérieur et la partie amont de ladite ouverture, afin de former une chicane pour l’entrée de polluants extérieurs. Par ailleurs, la structure amont 16b présente au moins une saillie annulaire 22 qui s’étend du côté de la deuxième armature 11, ladite saillie étant agencée pour faire goutter à distance du passage 12 un ruissellement se propageant le long de ladite structure amont. Ainsi, les polluants extérieurs ruisselant le long de la structure amont 16b sont récupérés par la saillie 22 à distance du passage 12 pour pouvoir être évacués par recirculation due à la gravité avant de pouvoir pénétrer dans ledit passage. Dans les modes de réalisation représentés, la saillie 22 est disposée extérieurement à l’ouverture 20, et présente un jeu avec la deuxième armature 11 dont la dimension est supérieure à la dimension de ladite ouverture. En particulier, la saillie 22 ne forme ainsi pas une chicane d’étanchéité en amont de l’ouverture 20. Sur les figures 1 et 3, la saillie 22 est disposée radialement en regard de la paroi extérieure 11d de la deuxième armature 11. Ainsi, la saillie 22 fait goutter un ruissèlement sur la paroi 11d et l’évacuation des polluants peut alors se faire par centrifugation le long de ladite paroi sans pouvoir entrer par l’ouverture 20. La structure amont 16b présente une lèvre 23 sur laquelle la saillie 22 est formée. En particulier, la lèvre 23 s’étend suivant une dimension axiale en étant inclinée extérieurement, la saillie 22 s’étendant suivant une dimension radiale à l’intérieur de ladite lèvre. La lèvre 23 présente une dimension axiale qui est suffisante pour lui permettre de former un jeu réduit à l’interface avec la paroi 9 du deuxième organe 2. Par ailleurs, la paroi 9 présente une forme concave, ce qui permet de former une chicane entre la structure amont 16b et la paroi 9. Sur la figure 2, la structure amont 16b comprend au moins deux saillies 22 concentriques, et notamment trois saillies 22 concentriques, qui sont reliées entre elles par une gorge 24. En particulier, la recirculation des polluants peut alors se faire par gravité le long de la gorge 24. Dans les modes de réalisation représentés, la structure amont 16b comprend en outre un bourrelet 25 qui est disposé en appui sur l’excroissance 8 pour former étanchéité statique, ledit bourrelet étant relié au déflecteur 21 par un voile 26 s’étendant sur une portée extérieure de la paroi 10a d’emmanchement. Dispositif d’étanchéité (6) pour un palier comprenant deux organes (1, 2) formant entre eux une interface (3) de rotation relative autour d’un axe, ledit dispositif comprenant une première armature (10) destinée à être associée à l’un des organes (1, 2) et une deuxième armature (11) solidaire de l’autre organe (1, 2) en formant un passage (12) entre l’interface de rotation (3) et l’extérieur, la première armature (10) portant une élément d’étanchéité (16) qui comprend une structure aval (16a) disposée dans le passage (12) et une structure amont (16b) disposée à l’extérieur dudit passage, ledit dispositif d’étanchéité étant caractérisé en ce que la structure amont (16b) présente au moins une saillie annulaire (22) qui s’étend du côté de la deuxième armature (11), ladite saillie étant agencée pour faire goutter à distance du passage (12) un ruissèlement se propageant le long de ladite structure amont. Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième armature (11) est destinée à être associée à l’autre organe (1, 2). Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième armature (11) est formée sur l’autre organe (1, 2). Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le passage (12) présente une ouverture amont (20) formée à l’interface entre les armatures (10, 11), la saillie (22) étant disposée extérieurement à ladite ouverture. Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la saillie (22) présente un jeu avec la deuxième armature (11) dont la dimension est supérieure à la dimension de l’ouverture amont (20). Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la saillie (22) est disposée radialement en regard d’une paroi extérieure (11d) de la deuxième armature (11). Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 6 lorsqu’elle dépend de la revendication 4, caractérisé en ce que l’ouverture (20) est délimitée au moins partiellement par la paroi extérieure (11d). Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la paroi extérieure (11d) s’étend axialement. Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la structure amont (16b) présente une lèvre (23) sur laquelle la saillie (22) est formée. Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la lèvre (23) s’étend suivant une dimension axiale, la saillie (22) s’étendant suivant une dimension radiale sur ladite lèvre. Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la lèvre (23) est inclinée extérieurement, la saillie (22) s’étendant à l’intérieur de ladite lèvre. Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux saillies (22) concentriques qui sont reliées par une gorge (24). Dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les armatures (10, 11) forment entre elle une chambre d’étanchéité (17) dans laquelle le passage (12) s’étend, la structure aval (16a) de l’élément d’étanchéité (16) étant disposée dans ladite chambre. Dispositif d’étanchéité (6) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la structure aval (16a) présente au moins une lèvre (19a, 19b, 19c) qui est en interférence d’étanchéité avec la deuxième armature (11). Palier à roulement comprenant deux organes (1, 2) et des corps roulants (4) disposés dans une interface de rotation (3) formée entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative autour d’un axe, au moins un côté (5) de l’interface de rotation (3) étant équipé d’un dispositif d’étanchéité (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, la première armature (10) étant associée à l’un des organes (1, 2) en formant avec la deuxième armature (11) un passage (12) entre l’interface de rotation (3) et l’extérieur.