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FR3018321A1 - Palier a roulement equipe d’un dispositif d’etancheite comprenant une armature - Google Patents

Palier a roulement equipe d’un dispositif d’etancheite comprenant une armature Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe extérieur (1), un organe intérieur (2) et des corps roulants (3) disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier étant équipé d'un dispositif d'étanchéité comprenant une armature (6) présentant un alésage (8) qui est emmanché autour d'une portée annulaire axiale (9) d'un desdits organes, ladite armature présentant un couronne intérieure (15) qui est pourvue de pattes (14) réparties angulairement, chacune desdites pattes présentant une extrémité distale (14a) définissant entre elles un diamètre inscrit dans lequel est formé l'alésage (8), lesdites pattes étant agencées pour être déformables radialement entre un état stable dans lequel le diamètre inscrit est inférieur au diamètre extérieur de la portée annulaire axiale (9) et un état contraint par emmanchement sur ladite portée dans lequel les extrémités distales (14a) exercent un effort de blocage axial de ladite armature sur ladite portée.

Description

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe intérieur, un organe extérieur et des corps roulants disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative.
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 du véhicule. Pour empêcher d'une part les fuites de lubrifiant présent dans l'espace de roulement et d'autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, au moins un côté de l'espace de roulement peut être équipé d'un dispositif d'étanchéité. En particulier, il est connu d'équiper un organe d'une armature portant au moins un élément d'étanchéité dynamique qui interagit en contact frottant ou en formant un jeu de chicanage avec une portée solidaire de l'autre organe. On connaît également des armatures portant au moins un élément d'étanchéité statique de son montage sur ledit organe. Toutefois, se pose alors le problème de la tenue mécanique du montage de l'armature sur l'organe, notamment relativement aux contraintes de déplacements lors de la rotation dudit organe, ainsi que de la fiabilité des étanchéités statiques et dynamiques entre ladite armature et les organes. En particulier, les paliers doivent satisfaire à des cahiers des charges de plus en plus sévères en termes d'étanchéité, notamment pour la validation des paliers de roue par les constructeurs automobiles, au regard des tests de brouillard salin avec cyclage thermique (tests d'étanchéité statique et dynamique) auxquels doivent satisfaire lesdits paliers.
L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un palier à roulement équipé d'un dispositif d'étanchéité comprenant une armature dont le montage sur un organe dudit palier est fiabiliser tant au niveau de sa tenue mécanique que de son étanchéité.
A cet effet, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe extérieur, un organe intérieur et des corps roulants disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier étant équipé d'un dispositif d'étanchéité comprenant une armature présentant un alésage qui est emmanché autour d'une portée annulaire axiale d'un desdits organes, ladite armature présentant un couronne intérieure qui est pourvue de pattes réparties angulairement, chacune desdites pattes présentant une extrémité distale définissant entre elles un diamètre inscrit dans lequel est formé l'alésage, lesdites pattes étant agencées pour être déformables radialement entre un état stable dans lequel le diamètre inscrit est inférieur au diamètre extérieur de la portée annulaire axiale et un état contraint par emmanchement sur ladite portée dans lequel les extrémités distales exercent un effort de blocage axial de ladite armature sur ladite portée.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente partiellement et en coupe longitudinale un palier à roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention, montrant le montage du dispositif d'étanchéité sur un côté de l'espace de roulement entre les organes intérieur et extérieur dudit palier ; - la figure 2 représente en vue arrière l'armature du dispositif d'étanchéité de la figure 1, la figure 2a étant une vue agrandie de la figure 2. 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 un organe extérieur 1 et un organe intérieur 2, au moins un desdits organes pouvant comprendre des moyens de fixation à respectivement une structure fixe ou un ensemble tournant. Dans un mode de réalisation, l'organe extérieur 1 est fixe en présentant par exemple des moyens de fixation du palier sur un élément de suspension du véhicule automobile, la roue étant associé à l'organe intérieur 2 qui est alors tournant. Entre ces organes 1, 2, un espace de roulement est formé pour permettre la rotation relative desdits organes. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation du palier. En particulier, le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe, les termes « avant » et « arrière » étant relatifs à une disposition respectivement à gauche et à droite sur la figure 1.
Pour permettre la rotation, chaque organe 1, 2 peut présenter deux pistes de roulement espacées axialement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels sont disposées respectivement une rangée de corps roulants 3, lesdits corps roulant pouvant se présenter sous la forme de billes, lesdites billes étant maintenues dans une rangée par l'intermédiaire d'une cage de rétention 4. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation du palier, en particulier relativement aux géométries des corps roulants 3 et/ou des organes intérieur 2 et extérieur 1. Pour protéger l'espace de roulement de la pollution du milieu environnant, le palier comprend un dispositif d'étanchéité disposé entre l'organe extérieur 1 et l'organe intérieur 2. Le dispositif est agencé pour empêcher, ou au moins limiter la pénétration de polluants dans l'espace de roulement au travers d'une ouverture latérale 5 dudit espace formée entre les organes 1, 2.
Pour ce faire, le dispositif d'étanchéité présente au moins une armature annulaire 6 qui est solidaire d'un organe 1, 2. En particulier, l'armature 6 peut être réalisée en une seule pièce, notamment à base de matériau plastique ou métallique, par exemple en tôle emboutie.
L'armature 6 est équipée d'au moins un élément d'étanchéité statique 7 entre ladite armature et une paroi de l'organe 1, 2, ledit élément d'étanchéité empêchant l'introduction de polluants entre ladite armature et ladite paroi. L'élément d'étanchéité statique 7 peut être surmoulé sur l'armature 6 en étant réalisé en matériau souple, par exemple en élastomère, notamment 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.
L'armature 6 présente également un alésage 8 qui est monté par emmanchement autour d'une portée axiale 9 de l'organe 1, 2 en assurant le bon positionnement de ladite armature relativement audit organe. En relation avec la figure 1, l'alésage 8 est emmanché autour d'une portée axiale intérieure 9 de l'organe intérieur 2, l'armature 6 présentant une paroi annulaire radiale 10 qui est en appui axial sur une paroi radiale complémentaire 11 dudit organe intérieur, ladite paroi radiale complémentaire étant reliée à la portée axiale d'emmanchement 9 dudit organe.
L'armature 6 comprend en outre une couronne extérieure libre 12 qui s'étend radialement en étant reliée à la paroi radiale 10 par un congé de raccordement 13. L'armature 6 porte l'élément d'étanchéité statique 7 qui recouvre la paroi annulaire radiale 10 et la couronne extérieure 12 de façon à être disposé de façon étanche entre ladite paroi radiale et la paroi complémentaire 11.
En particulier, l'élément d'étanchéité statique 7 est associé à l'armature 6 en présentant un bourrelet avant 7a qui est disposé autour de l'appui axial entre la paroi radiale 10 de ladite armature et la paroi complémentaire 11 de l'organe intérieur 2 pour fiabiliser l'étanchéité statique du montage. Pour permettre l'emmanchement de l'armature 6 autour de la portée annulaire 9 en fiabilisant son blocage en position relativement à l'organe 1, 2, on prévoit d'équiper l'alésage 8 avec des pattes 14 déformables élastiquement qui sont réparties angulairement en présentant chacune une extrémité distale 14a définissant entre elles un diamètre inscrit dans lequel est formé l'alésage d'emmanchement 8. En particulier, les pattes 14 sont déformables radialement entre un état stable dans lequel le diamètre inscrit est inférieur au diamètre extérieur de la portée annulaire axiale 9 et un état contraint par emmanchement sur ladite portée dans lequel les extrémités distales 14a exercent un effort de blocage axial de l'armature 6 sur ladite portée.
Selon le mode de réalisation représenté, l'armature 6 comprend une couronne intérieure 15 qui est pourvue de pattes 14 qui sont séparées circonférentiellement par des encoches 16. La couronne intérieure 15 est inclinée extérieurement et vers l'arrière par rapport à la paroi annulaire radiale 10 afin d'améliorer le plaquage de l'élément d'étanchéité statique 7 sur la paroi complémentaire 11, ladite couronne présentant une succession de pattes 14 et d'encoches 16. Les encoches 16 présentent chacune une dimension autorisant le débattement angulaire élastique radial de chacune des pattes 14 lors de l'emmanchement. Ainsi, les pattes 14 sont déformables de leur état stable vers leur état contraint par débattement extérieur radial, indépendamment les unes des autres, les extrémités distales 14a desdites pattes présentant chacune une portée libre 17 venant en appui radial sur la portée d'emmanchement 9 en état contraint. Avantageusement, la portée d'emmanchement 9 présente un diamètre extérieur constant, en étant notamment dépourvue de gorge, pour faciliter le coulissement et la déformation radiale des pattes 14 sur ladite portée lors de l'emmanchement.
En relation avec la figure 2, les encoches 16 présentent chacune une géométrie concave, les pattes 14 se présentant sous la forme de segments de même dimension qui s'étendent circonférentiellement. La portée libre 17 de chacune des pattes 14 s'étend circonférentiellement sur une portion angulaire, ladite portée libre présentant notamment un diamètre constant et s'étendant sur une portion angulaire qui est suffisante pour fiabiliser le blocage axial de l'armature 6 sur l'organe 1, 2. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation de la couronne intérieure 15, en particulier relativement à son inclinaison extérieure, aux géométries des encoches 16 et/ou des pattes 14, ainsi qu'à leur nombre. Par exemple, les pattes 14 peuvent présenter une géométrie triangulaire, avec une portée libre 17 qui s'étend sur une portion angulaire réduite.
Par ailleurs, le dispositif d'étanchéité peut présenter un élément d'étanchéité dynamique qui est solidaire d'un organe 1, 2 pour interagir avec une portée solidaire de l'autre organe 2, 1 pour assurer l'étanchéité du côté de l'espace de roulement. L'élément d'étanchéité dynamique peut être porté par l'armature 6, par exemple en étant réalisé en une seule pièce avec l'élément d'étanchéité statique 7. En particulier, l'élément d'étanchéité dynamique peut présenter au moins une lèvre s'étendant depuis un organe 1, 2 et disposée en contact frottant sur une portée d'interaction de l'autre organe 2, 1. En variante ou de manière complémentaire, l'élément d'étanchéité dynamique peut comprendre une saillie formant un jeu de chicanage avec une portée d'interaction formée sur l'organe 1, 2 correspondant. Le dispositif d'étanchéité peut comprendre une deuxième armature 18 qui est montée sur l'autre organe 2, 1 en portant un élément d'étanchéité dynamique interagissant avec une portée de l'armature 6. En outre, dans le cas où l'armature 6 porte un élément d'étanchéité dynamique, la deuxième armature 18 peut présenter une portée d'interaction avec ledit élément d'étanchéité.
Selon le mode de réalisation représenté, l'organe extérieur 1 comprend une extension annulaire 19 qui s'étend axialement d'un côté de l'espace de roulement en présentant trois parois respectivement d'extrémité 19a, extérieure 19b et intérieure 19c autour desquelles est montée la deuxième armature 18. La deuxième armature 18 présente une couronne extérieure libre 20 disposée en regard de la paroi extérieure 19b, une portée intérieure axiale 21 qui est montée notamment par emmanchement axial sur la paroi intérieure 19c de l'extension annulaire 19, lesdites portées étant reliées par une portée intermédiaire 22 en appui axial contre la paroi d'extrémité 19a pour former notamment une butée de fin d'emmanchement. En outre, la deuxième armature 18 comprend une portée radiale libre 23 qui s'étend vers l'intérieur depuis la portée intérieure axiale 21.
La deuxième armature 18 est équipée d'un élément d'étanchéité statique 24 qui s'étend autour de la couronne extérieure 20 pour empêcher l'introduction de polluants entre ladite armature et l'extension annulaire 19. En relation avec la figure 1, la paroi extérieure 19b présente des sillons 25 sur lesquels l'élément d'étanchéité statique 24 est en appui étanche.
La deuxième armature 18 comprend un élément d'étanchéité dynamique 26 présentant une saillie 27 qui s'étend axialement en regard radial de l'extrémité de la couronne extérieure 12 de l'armature 6 de sorte à former un jeu de chicanage. Ainsi, une chambre annulaire d'étanchéité 28 est formée entre les armatures 6, 18, en étant limitée extérieurement par la saillie 27, le jeu de chicanage définissant l'ouverture 5 de ladite chambre et de l'espace de roulement qui est agencée pour limiter l'introduction de polluants, notamment de boue, dans ladite chambre et donc dans ledit espace de roulement.
En outre, l'élément d'étanchéité dynamique 26 comprend une lèvre 29 qui s'étend depuis la portée radiale intérieure 23 de la deuxième armature 18 pour être en contact frottant axial dans la chambre d'étanchéité 28 sur la couronne intérieure 15 de l'armature 6. Sur la figure 1, l'élément d'étanchéité dynamique 26 présente un bord intérieur entourant l'extrémité intérieure de la deuxième armature 18, une lèvre annexe 30 étant en contact frottant sur la portée annulaire axiale 9 de l'organe intérieur 2.
Avantageusement, les lèvres 29, 30 présentent un contact frottant inversé afin de limiter l'introduction de polluants dans l'espace de roulement pour la lèvre d'étanchéité 29 et les fuites de lubrifiant dans la chambre d'étanchéité 28 pour la lèvre annexe 30.
Afin de former une chicane dans la chambre d'étanchéité 28, l'élément d'étanchéité dynamique 26 comprend une deuxième saillie 31 disposée dans ladite chambre d'étanchéité entre la lèvre 29 et l'armature 6 en s'étendant essentiellement axialement afin de former une chicane entre ladite saillie et ladite armature, ladite saillie présentant un jeu radial et axial avec ladite armature.
Ainsi, la chicane permet, sans induire de couple, de limiter l'introduction de polluants dans la chambre d'étanchéité 28, notamment au niveau de la lèvre d'étanchéité 29, ladite lèvre pouvant présenter un couple de frottement réduit puisque une partie de la fonction d'étanchéité est réalisée en amont par la chicane. La deuxième armature 18 peut être réalisée en une seule pièce, par exemple en un matériau identique à la première armature 6, tel un matériau métallique, notamment en tôle embouti. Avantageusement, les éléments d'étanchéité statique 24 et dynamique 26 sont réalisés en une seule pièce de matériau souple, par exemple en élastomère qui est associée sur la deuxième armature 18, par exemple par surmoulage.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant un organe extérieur (1), un organe intérieur (2) et des corps roulants (3) disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier étant équipé d'un dispositif d'étanchéité comprenant une armature (6) présentant un alésage (8) qui est emmanché autour d'une portée annulaire axiale (9) d'un desdits organes, ledit palier étant caractérisé en ce que l'armature (6) présente un couronne intérieure (15) qui est pourvue de pattes (14) réparties angulairement, chacune desdites pattes présentant une extrémité distale (14a) définissant entre elles un diamètre inscrit dans lequel est formé l'alésage (8), lesdites pattes étant agencées pour être déformables radialement entre un état stable dans lequel le diamètre inscrit est inférieur au diamètre extérieur de la portée annulaire axiale (9) et un état contraint par emmanchement sur ladite portée dans lequel les extrémités distales (14a) exercent un effort de blocage axial de ladite armature sur ladite portée.
  2. 2. Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes (14) sont séparées circonférentiellement par des encoches (16) autorisant le débattement angulaire élastique radial de chacune desdites pattes lors de l'emmanchement.
  3. 3. Palier à roulement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités distales (14a) présentent chacune une portée libre (17) qui est en appui radial sur la portée d'emmanchement (9).
  4. 4. Palier à roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portée libre (17) s'étend circonférentiellement sur une portion angulaire.
  5. 5. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la portée d'emmanchement (9) présente un diamètre extérieur constant.
  6. 6. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature (6) présente une paroi annulaire (10) qui s'étend sensiblement radialement, la couronne intérieure (15) étant inclinée extérieurement par rapport à ladite paroi radiale.
  7. 7. Palier à roulement selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi annulaire (10) est en appui axial sur une paroi complémentaire (11) de l'organe (1, 2).
  8. 8. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature (6) est équipée d'au moins un élément d'étanchéité statique (7) du montage de ladite armature sur l'organe (1, 2).
  9. 9. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité présente un élément d'étanchéité dynamique qui est solidaire d'un organe (1, 2) pour interagir avec une portée solidaire de l'autre organe (2, 1), l'armature (6) présentant ledit élément d'étanchéité dynamique et/ou ladite portée d'interaction.
  10. 10. Palier à roulement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité comprend une deuxième armature (18) qui est montée sur l'autre organe (2, 1), ladite deuxième armature présentant un élément d'étanchéité dynamique (26) interagissant avec l'armature (6) et/ou une portée d'interaction avec un élément d'étanchéité dynamique de ladite armature.
  11. 11. Palier à roulement selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'un élément d'étanchéité dynamique (26) est disposé en contact frottant sur une portée d'interaction ou forme un jeu de chicanage avec une portée d'interaction.30
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