FR2971825A1 - Palier a roulement, notamment pour dispositif de butee de debrayage. - Google Patents

Abstract

Le palier à roulement comprend une bague intérieure 18, une bague extérieure 20 et au moins une rangée d'éléments roulants 22 montés entre lesdites bagues, l'une des bagues comprenant au moins un joint d'étanchéité 26 et étant mobile angulairement par rapport à l'autre bague de manière à permettre un basculement angulaire de l'axe de ladite bague relativement à l'axe de l'autre bague. Le joint comprend au moins une lèvre 56 d'étanchéité réalisée dans un matériau souple. Le palier à roulement comprend au moins un moyen de butée 50, 52 réalisé dans un matériau rigide et apte à coopérer par contact avec les éléments roulants 22 pour limiter le basculement angulaire de la bague mobile.

Description

B 11-0643FR 1 Palier à roulement, notamment pour dispositif de butée de débrayage.

La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement notamment utilisés dans les dispositifs de butée de débrayage destinés à agir sur le diaphragme d'un embrayage, en particulier pour véhicule automobile. De tels dispositifs comportent un palier à roulement dont une des bagues est tournante et l'autre est fixe, la bague tournante étant munie d'une surface d'attaque radiale destinée à venir en contact avec l'extrémité des doigts composant le diaphragme de l'embrayage. Un élément de manoeuvre non tournant supporte le palier à roulement et, sous l'action d'un organe de commande (mécanique, électrique ou hydraulique), vient déplacer axialement le palier pour faire appuyer la surface d'attaque de la bague tournante contre le diaphragme de l'embrayage et actionner le mécanisme d'embrayage. On connaît, par le document FR-Al-2 944 843 (SKF), un palier à roulement pour dispositif de butée de débrayage comprenant une bague intérieure, une bague extérieure, une rangée de billes montées entre les bagues, et un joint d'étanchéité fixé sur la bague extérieure et pourvu d'une lèvre venant frotter contre la bague intérieure. De manière à pouvoir s'accommoder des défauts d'alignement angulaire des axes du palier et du diaphragme de l'embrayage, la bague extérieure peut basculer angulairement par rapport à l'axe de la bague intérieure de manière à pouvoir s'auto-aligner sur l'axe du diaphragme. Le basculement de la bague extérieure peut également se produire lors de la manipulation et du transport du palier. Lors du basculement ou rotulage de la bague extérieure, la lèvre de friction du joint d'étanchéité peut se loger entre les billes et la piste de roulement de la bague intérieure. Ceci provoque la détérioration de la lèvre de friction et engendre par la suite une étanchéité défaillante du palier. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.

Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un palier à roulement, notamment pour dispositif de butée de débrayage, pouvant s'accommoder des défauts d'alignement angulaire de l'axe du palier et de celui d'un système extérieur contre lequel il est prévu pour venir se monter, tout en garantissant une étanchéité efficace. Dans un mode de réalisation, le palier à roulement comprend une bague intérieure, une bague extérieure et au moins une rangée d'éléments roulants montés entre lesdites bagues, l'une des bagues comprenant au moins un joint d'étanchéité et étant mobile angulairement par rapport à l'autre bague de manière à permettre un basculement angulaire de l'axe de ladite bague relativement à l'axe de l'autre bague. Le joint comprend au moins une lèvre d'étanchéité réalisée dans un matériau souple. Le palier à roulement comprend au moins un moyen de butée réalisé dans un matériau rigide et apte à coopérer par contact avec les éléments roulants pour limiter le basculement angulaire de la bague mobile. Avantageusement, le moyen de butée est décalé axialement en direction des éléments roulants par rapport à la lèvre d'étanchéité. Préférentiellement, le moyen de butée est réalisé dans un matériau métallique. Dans un mode de réalisation, l'angle formé en section droite entre un plan radial médian passant par le centre des éléments roulants et un plan passant par ledit centre et la zone de contact entre le moyen de butée et les éléments roulants est compris dans une plage angulaire allant de 5° à 50°. Dans un mode de réalisation, le joint d'étanchéité comprend un flasque pourvu d'au moins une nervure s'étendant en saillie en direction des éléments roulants et formant le moyen de butée. Alternativement, la bague mobile angulairement peut comprendre une portion d'appui sur laquelle est monté le joint d'étanchéité et formant le moyen de butée. De préférence, le joint d'étanchéité comprend un flasque monté directement ou indirectement contre la portion d'appui de la bague mobile.

Dans un mode de réalisation, au moins la bague mobile angulairement est réalisée en une seule pièce par emboutissage. Ladite bague peut être la bague extérieure. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif de butée de débrayage comprenant un palier à roulement tel que défini précédemment et un moyen de solidarisation axiale du palier à roulement sur un élément de manoeuvre. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'un dispositif de butée de débrayage selon un premier exemple de réalisation à l'état libre et à l'état monté, respectivement, - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de butée selon un second exemple de réalisation à l'état libre, et - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe axiale d'un dispositif de butée de débrayage selon un troisième exemple de réalisation à l'état libre et à l'état monté, respectivement. Sur la figure 1, un dispositif de butée de débrayage, référencé 10 dans son ensemble, comprend un palier à roulement 12, d'axe 14 de rotation, et un moyen de solidarisation axiale 16 prévu entre le palier à roulement 12 et un élément de manoeuvre (non représenté) actionnant le dispositif. Le palier à roulement 12 comprend une bague intérieure 18 non tournante, une bague extérieure 20 tournante, une rangée d'éléments roulants 22, réalisés ici sous forme de billes et montés entre lesdites bagues, une cage 24 pour le maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants, et un joint d'étanchéité 26 monté sur la bague extérieure.

La bague intérieure 18, d'axe 18a, à paroi mince peut avantageusement être réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube en acier. Elle comprend une portion toroïdale 28 comportant un chemin de roulement torique pour les éléments roulants 22 présentant en section droite un profil interne concave en quart de cercle. La bague intérieure 18 comprend également une portion oblique 30 et une portion radiale 32 dirigée vers l'intérieur. Lesdites portions oblique 30 et radiale 32 sont disposées d'un côté et de l'autre des éléments roulants 22 et reliées entre elles par la portion toroïdale 28. La portion oblique 30 prolonge le bord de grand diamètre de la portion toroïdale 28. La bague extérieure 20, d'axe 20a, à paroi mince peut également être avantageusement réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube en acier. Elle comprend une portion oblique 34 délimitant intérieurement une portion de sphère dont le centre coïncide avec l'axe 14 du palier à roulement et formant piste ou chemin de roulement pour les éléments roulants 22. Cette piste forme une piste de débattement sur laquelle peuvent se déplacer les éléments roulants 22 en fonction de la position angulaire de la bague extérieure 20 relativement à la bague intérieure 18. Pour plus de détails sur une telle piste, on pourra par exemple se référer au document FR-Al-2 944 843. La bague extérieure 20 comprend également une portion axiale 36 et une portion radiale 38 dirigée vers l'intérieur. Lesdites portions axiale 36 et radiale 38 sont disposées d'un côté et de l'autre des éléments roulants 22 et reliées entre elles par la portion oblique 34. La portion axiale 36 prolonge le bord de grand diamètre de la portion oblique 34 et entoure radialement la portion oblique 30 de la bague intérieure 18. La cage 24 de maintien est disposée radialement entre la portion radiale 32 de la bague intérieure et la portion oblique 34 de la bague extérieure.

Le joint d'étanchéité 26 annulaire comprend une armature ou flasque 40 sur lequel est disposée une garniture 42 d'étanchéité interne réalisée dans un matériau souple et exerçant une étanchéité dynamique avec la bague intérieure 18. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le flasque 40 permet de limiter le basculement angulaire de la bague extérieure 20 relativement à la bague intérieure 18. Le flasque 40 est réalisé dans un matériau rigide, par exemple en métal. I1 peut être avantageusement réalisé par emboutissage, découpe et pliage d'une tôle ou d'un tube en acier. Alternativement, le flasque 40 peut être réalisé en matière synthétique rigide, par exemple en polyamide. Le flasque 40, de forme générale annulaire, est monté sur la bague extérieure 20 et s'étend vers la bague intérieure 18. I1 comprend une portion axiale 44 en contact contre la surface extérieure de la portion axiale 36 de la bague extérieure et prolongée par un bord d'extrémité 45 replié sur ladite bague extérieure 20, par exemple par sertissage, pour assurer la retenue axiale et circonférentielle du joint d'étanchéité 26. La portion axiale 44 est prolongée, du coté opposé au bord d'extrémité 45, par une portion radiale 46 s'étendant vers l'intérieur et dont le bord de petit diamètre est prolongé par une portion oblique 48 s'étendant en direction des éléments roulants 22, elle-même prolongée par une portion radiale 50. La portion radiale 50 est prolongée par une portion oblique 52 s'étendant radialement vers l'intérieur et axialement du côté opposé aux éléments roulants 22, qui est elle-même prolongée par une portion radiale 54 s'étendant vers l'intérieur en direction de la portion oblique 30 de la bague intérieure. La garniture 42 d'étanchéité est surmoulée ou vulcanisée sur l'extrémité libre de la portion radiale 54 du flasque 40. La garniture 42 peut être réalisée en élastomère, par exemple tel que du caoutchouc nitrile. La garniture 42 comprend un talon annulaire (non référencé) recouvrant l'extrémité libre de la portion radiale 54 du flasque et une lèvre 56 d'étanchéité annulaire s'étendant vers l'intérieur à partir dudit talon. La lèvre 56 d'étanchéité s'étend obliquement vers l'intérieur et vers le bas et vient en contact de frottement avec la surface extérieure de la portion oblique 30 de la bague intérieure.

L'extrémité libre de la lèvre 56 est axialement en retrait de la portion radiale 50 du flasque. Le joint d'étanchéité 26 comprend encore une garniture 58 d'étanchéité externe réalisée dans un matériau souple et exerçant une étanchéité statique avec la bague extérieure 20. La garniture 58 est surmoulée ou vulcanisée sur les portions radiale 46 et oblique 48 du flasque et peut être réalisée en élastomère, par exemple tel que du caoutchouc nitrile. Le palier à roulement 12 comprend encore un flasque 60 d'étanchéité fixé sur la bague intérieure 18 axialement du côté opposé au joint d'étanchéité 26. Le flasque 60, de forme générale annulaire, est fixé dans l'alésage de la portion radiale 32 de la bague intérieure et monté axialement en appui contre ladite portion radiale 32. Le flasque 60 s'étend radialement entre la portion radiale 38 de la bague extérieure et la cage 24, et comprend un rebord 62 périphérique entourant radialement ladite cage. Le rebord 62 forme une étanchéité par passage étroit avec la portion oblique 34 de la bague extérieure. Le moyen de solidarisation axiale 16 du dispositif est du type permettant un certain déplacement radial de la bague intérieure 18 par rapport à l'élément de manoeuvre. Le moyen de solidarisation axiale 16 comprend une bague 64 de fixation et une rondelle 66 axialement élastique par exemple du type rondelle Belleville, distinctes l'une de l'autre. La bague 64 de fixation vient axialement en appui contre la portion radiale 32 de la bague intérieure axialement du côté opposé au flasque 60. La bague 64 comprend un premier groupe de languettes 68 prévues pour assurer sa solidarisation axiale avec l'élément de manoeuvre, et un second groupe de languettes 70 s'étendant radialement vers l'extérieur et venant en appui axial contre le bord intérieur de la rondelle 66. Le bord extérieur de la rondelle 66 est en contact avec le flasque 60. Le dispositif 10 comprend également un élément d'accrochage 72 venant s'encliqueter sur l'extrémité libre de la portion oblique 30 de la bague intérieure et prévu pour assurer l'interface entre un ressort de précontrainte (non représenté) et la bague intérieure 18.

Comme illustré à la figure 1, dans une position neutre du palier à roulement 12, par exemple avant montage contre le diaphragme du système d'embrayage, les axes 18a, 20a des bagues intérieure et extérieure sont coaxiaux entre eux et à l'axe 14 du palier. Lorsque le palier à roulement 12 est mis en place contre le diaphragme avec une précharge axiale, la bague extérieure 20 permet de s'accommoder des défauts d'alignement angulaire existants entre l'axe 14 du palier à roulement et l'axe du diaphragme. En effet, lors du contact entre le diaphragme et la portion radiale 38 de la bague extérieure, ladite bague peut basculer angulairement de manière que son axe 20a soit aligné avec l'axe du diaphragme tout en restant dans le même plan radial que celui contenant les axes 14 et 18a. Sur la figure 2, le basculement angulaire illustré de l'axe 20a relativement aux axes 14 et 18a est par exemple inférieur ou égal à 2°.

Le basculement angulaire de la bague extérieure 20 est limité par le flasque 40 du joint d'étanchéité 26. Plus précisément, lors de ce basculement, la zone de jonction reliant la portion radiale 50 et la portion oblique 52 du flasque vient en contact direct contre les éléments roulants 22 de manière à limiter la capacité de rotulage de la bague extérieure 20. Dans une position neutre du palier à roulement 12, la zone du flasque prévue pour venir buter contre les éléments roulants 22 est décalée axialement en direction desdits éléments roulants par rapport à la lèvre 56 du joint d'étanchéité. Dans cette position neutre, la distance axiale séparant les éléments roulants 22 de la zone du flasque 40 formant butée est déterminée en fonction du basculement angulaire maximal autorisé pour la bague extérieure 20. Cette distance axiale est choisie de sorte à ce que, lors du contact entre le flasque 40 et les éléments roulants 22, la lèvre 56 du joint d'étanchéité reste située axialement à distance desdits éléments roulants. Ainsi, lors du basculement de la bague extérieure 20 en fonctionnement, ou encore lors du transport et/ou de la manipulation du palier à roulement 12, on évite le glissement de la lèvre 56 entre les éléments roulants 22 et le chemin de roulement de la bague intérieure 18.

Les portions obliques 48, 52 et la portion radiale 50 du flasque forment une nervure annulaire s'étendant en saillie en direction des éléments roulants 22 et constituant un moyen de butée prévu pour venir en appui contre les éléments roulants lors du débattement angulaire de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 18. En variante, il pourrait être possible de former sur le flasque 40 une pluralité de nervures formant butées s'étendant en direction des éléments roulants 22 et espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel.

La réalisation dans un matériau rigide, par exemple métallique, du ou des moyens de butée est particulièrement avantageuse par rapport à une solution en matériau souple. En effet, avec un matériau souple, si le ou les moyens de butée du flasque 40 comportent une bavure de moulage, lors du contact contre les éléments roulants 22, la rotation de ces éléments peut désolidariser cette bavure du joint d'étanchéité et l'entraîner dans l'espace de roulement. Ceci provoque une pollution du palier. En outre, un tel arrachement de matière peut provoquer une déformation du ou des moyens de butée pouvant entraîner un pivotement ou rotulage de la bague extérieure plus important que celui déterminé lors de la conception du palier à roulement 12. La réalisation du ou des moyens de butée du flasque 40 en matériau rigide permet de s'affranchir de ces inconvénients en garantissant au cours du temps une bonne étanchéité pour les éléments roulants 22 tout en conservant en fonctionnement un même débattement angulaire admissible pour la bague extérieure 20. Avantageusement, l'angle a (figure 2) formé en section droite entre un plan radial passant par le centre des éléments roulants 22 et le plan passant par ledit centre et la zone de contact entre le flasque 40 et lesdits éléments roulants est compris dans une plage angulaire allant de 5° à 50°. Avec un contact dans cette plage angulaire, le redan prévu au niveau de l'extrémité du chemin de roulement de la bague intérieure 18 située du côté de la portion radiale 32 permet de conserver un ensemble unitaire, lors de la manipulation et du transport du palier à roulement 12. Ainsi, il est possible de supprimer le flasque 60 d'étanchéité ayant également pour fonction d'assurer, avant montage, la retenue axiale des différents éléments constituant le palier à roulement 12, comme cela est illustré sur la variante de réalisation de la figure 3 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références. Dans cette variante, la rondelle 74 élastique vient directement en appui axial contre la portion radiale 32 de la bague intérieure 18. Le mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, diffère principalement du premier mode de réalisation décrit en ce que la bague extérieure 20 comprend une portion d'appui 80 annulaire prolongeant le bord de grand diamètre de la portion oblique 34 et s'étendant obliquement vers l'intérieur en direction de la portion oblique 30 de la bague intérieure 18. La portion d'appui 80 forme un repli comprenant une surface de butée située en regard des éléments roulants 22 et décalée axialement vers lesdits éléments par rapport à la lèvre 56 du joint d'étanchéité. La portion d'appui 80 forme le moyen de butée venant en contact avec les éléments roulants 22 lors du basculement angulaire de la bague extérieure 20 par rapport à la bague intérieure 18. Avantageusement, la portion d'appui 80 est dimensionnée de sorte que, lors du basculement de la bague extérieure, le contact entre ladite portion d'appui et les éléments roulants 22 est réalisé dans la plage angulaire précédemment décrite pour le premier mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le flasque 40 du joint d'étanchéité comprend une portion oblique 82 reliant le bord d'extrémité 45 et la portion radiale 54 sur laquelle est surmoulé le talon de la garniture 42 d'étanchéité. La garniture 42 comprend également une bande 84 s'étendant à partir dudit talon et recouvrant en partie la face interne du flasque 40 en étant précontrainte axialement entre la portion oblique 82 dudit flasque et la portion d'appui 80 de la bague extérieure. La bande 84 tend à reprendre ses dimensions initiales et à déplacer le flasque 40 en direction opposée aux éléments roulants 22, ce qui provoque un serrage accru du bord d'extrémité 45 sur la bague extérieure. Dans les modes de réalisation décrits, la lèvre 56 du joint d'étanchéité est une lèvre de friction. Alternativement, il pourrait bien entendu être possible de prévoir en remplacement ou en combinaison une lèvre labyrinthe.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant une bague intérieure (18), une bague extérieure (20) et au moins une rangée d'éléments roulants (22) montés entre lesdites bagues, l'une des bagues comprenant au moins un joint d'étanchéité (26) et étant mobile angulairement par rapport à l'autre bague de manière à permettre un basculement angulaire de l'axe de ladite bague relativement à l'axe de l'autre bague, ledit joint comprenant au moins une lèvre (56) d'étanchéité réalisée dans un matériau souple, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de butée (50, 52 ; 80) réalisé dans un matériau rigide et apte à coopérer par contact avec les éléments roulants (22) pour limiter le basculement angulaire de la bague mobile.
2. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel le moyen de butée (50, 52 ; 80) est décalé axialement en direction des éléments roulants (22) par rapport à la lèvre (56) d'étanchéité.
3. 3. Palier selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen de butée est réalisé dans un matériau métallique.
4. 4. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'angle (a) formé en section droite entre un plan radial médian passant par le centre des éléments roulants et un plan passant par ledit centre et la zone de contact entre le moyen de butée et les éléments roulants est compris dans une plage angulaire allant de 5° à 50°.
5. 5. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le joint d'étanchéité (26) comprend un flasque (40) pourvu d'au moins une nervure s'étendant en saillie en direction des éléments roulants et formant le moyen de butée.
6. 6. Palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la bague (20) mobile angulairement comprend une portion d'appui (80) sur laquelle est monté le joint d'étanchéité et formant le moyen de butée.
7. 7. Palier selon la revendication 6, dans lequel le joint d'étanchéité (26) comprend un flasque (40) monté directement ou indirectement contre la portion d'appui (80) de la bague mobile.
8. 8. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins la bague (20) mobile angulairement est réalisée en une seule pièce par emboutissage.
9. 9. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bague (20) mobile angulairement est la bague extérieure.
10. 10. Dispositif de butée de débrayage comprenant un palier à roulement (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un moyen de solidarisation axiale (16) du palier à roulement sur un élément de manoeuvre.