FR2674918A1 - Sliding bearing - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un palier coulissant agencé pour supporter toute pièce cylindrique coulissante et notamment la partie lisse d'une crémaillère de direction de vehicule automobile.The present invention relates to a sliding bearing arranged to support any sliding cylindrical part and in particular the smooth part of a steering rack of a motor vehicle.
Les paliers coulissants metalliques presentent l'inconvénient lorsqu'ils sont montés à force dans le carter de nécessiter un usinage précis de ce dernier et de ne pouvoir être facilement monté de façon automatique, et lorsqu'ils sont montés légèrement, de nécessiter des fixations complémentaires. Dans ce dernier cas, le jeu fonctionnel est en outre à l'origine de vibrations, claquements et bruits parasites.Metal sliding bearings have the drawback when they are force-fitted into the housing to require precise machining of the latter and not to be able to be easily assembled automatically, and when they are mounted slightly, to require additional fastenings . In the latter case, the functional play is also at the origin of vibrations, clicks and parasitic noises.
Les paliers en matière plastique sont montés légèrement serrés avec des fixations complémentaires, mais le montage est complexe.The plastic bearings are mounted slightly tightened with additional fixings, but the assembly is complex.
Ce sont les raisons pour lesquelles on a propose des paliers coulissants comprenant un corps tubulaire formant à ses extrémités une rangée annulaire de lames faisant saillie en direction axiale. Ces paliers règlent dans une certaine mesure le problème des vibrations et des bruits parasites, mais posent en revanche le problème du niveau de l'effort de coulissement qui ne doit être ni trop fort ni trop faible, et qui doit en outre être stable au cours de la vie du palier. Or, cet effort de coulissement tend à varier dans de très larges mesures, du fait du vieillissement de la matière notamment des lames de ces paliers.These are the reasons why sliding bearings have been proposed comprising a tubular body forming at its ends an annular row of blades projecting in the axial direction. These bearings settle to a certain extent the problem of vibrations and parasitic noise, but on the other hand pose the problem of the level of the sliding force which must be neither too strong nor too weak, and which must moreover be stable during of the life of the bearing. However, this sliding force tends to vary within very large measures, due to the aging of the material, in particular of the blades of these bearings.
De plus, les paliers existants ne prennent pas en compte dans leur conception les variations géométriques dues aux tolérances de fabrication du palier et à son environnement. In addition, the existing bearings do not take into account in their design the geometric variations due to the manufacturing tolerances of the bearing and its environment.
Un autre inconvénient des paliers de l'art antérieur est qu'ils présentent toujours un chemin continu en materiau dur entre la pièce coulissante et le carter, de sorte que les vibrations de cette pièce ne sont pas filtrées.Another disadvantage of the bearings of the prior art is that they always have a continuous path of hard material between the sliding part and the casing, so that the vibrations of this part are not filtered.
En outre, des bruits et grincements parasites peuvent survenir dans certaines conditions climatiques.In addition, unwanted noises and squeaks may occur under certain climatic conditions.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients.The present invention aims to overcome these drawbacks.
A cet effet, l'invention a pour objet un palier coulissant comprenant un corps tubulaire, formant à ses extrémites une rangee annulaire de lames faisant saillie en direction axiale, caractérisé par le fait que lesdites lames sont relativement souples dans le sens radial et qu'il comprend, au moins autour desdites lames, une gaine en matériau élastique, par exemple en caoutchouc, exercant sur les lames un effort radial tendant à les flechir en direction de l'axe, ladite gaine ayant un diamètre extérieur supérieur à celui dudit corps.To this end, the subject of the invention is a sliding bearing comprising a tubular body, forming at its ends an annular array of blades projecting in an axial direction, characterized in that the said blades are relatively flexible in the radial direction and that it comprises, at least around said blades, a sheath of elastic material, for example rubber, exerting on the blades a radial force tending to bend them in the direction of the axis, said sheath having an outside diameter greater than that of said body.
Une telle structure presente un certain nombre d'avantages.Such a structure has a number of advantages.
Tout d'abord, le fait que les lames d'extrémités subissent de la part de la gaine élastique un effort radial en direction de l'axe, entraîne que le palier selon l'invention présente un effort de coulissement sensiblement constant tout au long de sa durée de vie.First of all, the fact that the end blades undergo on the part of the elastic sheath a radial force in the direction of the axis, results in the bearing according to the invention having a substantially constant sliding force throughout its lifespan.
Par ailleurs, seule la gaine elastique porte sur l'alésage du palier, opposant ainsi un obstacle à la propagation des vibrations provenant de l'arbre coulissant. Dans le cas de plusieurs gaines, le corps du palier se trouve, dans les zones comprises entre ces gaines, en appui sur ces dernières, de sorte que là encore les vibrations ne soient pas transmises.Furthermore, only the elastic sheath bears on the bore of the bearing, thus opposing an obstacle to the propagation of vibrations originating from the sliding shaft. In the case of several sheaths, the bearing body is located in the areas between these sheaths, bearing on the latter, so that again the vibrations are not transmitted.
En outre, par un ajustement convenable du module élastique de la gaine, les caractéristiques mécaniques du palier selon l'invention peuvent être déterminées avec precision.In addition, by a suitable adjustment of the elastic modulus of the sheath, the mechanical characteristics of the bearing according to the invention can be determined with precision.
On remarquera de plus que lorsque le palier est monté, les extrémités des lames sont en appui sur l'arbre, de sorte qu'aucun jeu fonctionnel n'est introduit au niveau du palier. Les vibrations et les claquements qui existaient dans l'art anterieur sont par conséquent supprimés.It will also be noted that when the bearing is mounted, the ends of the blades are supported on the shaft, so that no functional play is introduced at the level of the bearing. The vibrations and clicks which existed in the prior art are therefore suppressed.
La gaine ainsi éventuellement que le corps peut, en outre, être dentée exterieurement ou comporter toute autre forme equivalente. The sheath and possibly the body can also be toothed externally or have any other equivalent form.
Dans un mode de réalisation particulier, la gaine comporte une rainure annulaire à sa périphérie, dans laquelle est engagé une bague dont le diamètre extérieur est supérieur à celui de la gaine.In a particular embodiment, the sheath has an annular groove at its periphery, in which is engaged a ring whose outside diameter is greater than that of the sheath.
Un tel agencement permet de positionner axialement le palier dans son alésage, en formant dans ce dernier une rainure annulaire dans laquelle s'engage la périphérie extérieure de la bague.Such an arrangement makes it possible to position the bearing axially in its bore, forming in the latter an annular groove in which the outer periphery of the ring engages.
Le maintien de la gaine sur le corps peut être assuré en formant dans la partie centrale de ce dernier une nervure annulaire engagée dans une rainure annulaire correspondante, formée à la périphérie intérieure de la gaine. Maintaining the sheath on the body can be ensured by forming in the central part of the latter an annular rib engaged in a corresponding annular groove, formed at the inner periphery of the sheath.
Egalement dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le palier comporte une partie de gaine à chacune de ses extrémités autour de chacune desdites rangées annulaires de lames.Also in a particular embodiment of the invention, the bearing comprises a part of sheath at each of its ends around each of said annular rows of blades.
Dans ce dernier cas, le corps peut comporter à sa périphérie entre les parties de gaine une rainure annulaire dans laquelle est engagée une bague dont le diamètre extérieur est supérieur à celui du corps, également dans le but d'assurer un maintien axial du palier dans son alésage.In the latter case, the body may comprise at its periphery between the sheath parts an annular groove in which is engaged a ring whose outside diameter is greater than that of the body, also for the purpose of ensuring axial maintenance of the bearing in its bore.
La bague elle-même peut egalement être dentee extérieurement.The ring itself can also be toothed externally.
Avantageusement, la section tranversale de l'anneau présente, au moins dans sa partie extérieure, une dimension dans le sens axial qui diminue en s'éloignant de l'axe, cette disposition permettant, en donnant une forme correspondante à la rainure de centrage, d'assurer ce dernier sans jeu, sans pour autant exiger des tolérances difficilement accessibles.Advantageously, the transverse section of the ring has, at least in its outer part, a dimension in the axial direction which decreases away from the axis, this arrangement making it possible, by giving a shape corresponding to the centering groove, to ensure the latter without play, without requiring hard-to-reach tolerances.
Dans le cas où le palier comporte une partie de gaine à chacune de ses extrémités, ces parties peuvent comporter une nervure périphérique intérieure engagée dans une rainure correspondante du corps afin d'assurer leur maintien.In the case where the bearing has a sheath part at each of its ends, these parts may include an inner peripheral rib engaged in a corresponding groove in the body in order to maintain them.
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, des modes de réalisation particuliers de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective du corps d'un
palier coulissant selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II
de la figure 3 - la figure 3 est une vue de face partielle d'un palier
selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV
de la figure 5 - la figure 5 est une vue de face partielle d'un palier
selon un deuxième mode de réalisation de l'invention i - la figure 6 est une demi vue en coupe d'un palier
selon un troisième mode de réalisation de
l'invention ; ; - la figure 7 est une vue partielle de face de la bague
du palier de la figure 6 - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne
VIII-VIII de la figure 7 et ; - la figure 9 est une demi vue en coupe transversale
d'une des parties de gaine du palier de la figure 6.We will now describe, by way of non-limiting example, particular embodiments of the invention, with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a perspective view of the body of a
sliding bearing according to the invention - Figure 2 is a sectional view along the line II-II
of Figure 3 - Figure 3 is a partial front view of a bearing
according to a first embodiment of the invention - Figure 4 is a sectional view along the line IV-IV
of Figure 5 - Figure 5 is a partial front view of a bearing
according to a second embodiment of the invention i - Figure 6 is a half sectional view of a bearing
according to a third embodiment of
the invention; ; - Figure 7 is a partial front view of the ring
of the bearing of Figure 6 - Figure 8 is a sectional view along the line
VIII-VIII of Figure 7 and; - Figure 9 is a half cross-sectional view
of one of the sheath parts of the bearing of FIG. 6.
Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, on voit le corps 1 d'un palier coulissant, formé pour l'essentiel, d'un anneau rigide 2 à chaque extrémité axiale duquel est formee une rangée annulaire de lames souples 3.If we now refer to FIG. 1, we see the body 1 of a sliding bearing, formed essentially, of a rigid ring 2 at each axial end of which is formed an annular row of flexible blades 3.
La surface extérieure de l'anneau 1 est cylindrique à section circulaire alors que sa surface intérieure présente, entre les lames 3, des rainures longitudinales 4, donnant au corps 1 une certaine souplesse, facilitant la mise en place du palier. The outer surface of the ring 1 is cylindrical with a circular section while its inner surface has, between the blades 3, longitudinal grooves 4, giving the body 1 a certain flexibility, facilitating the establishment of the bearing.
Le corps 1 est realisé de préférence dans une matière thermoplastique rigide auto-lubrifiante présentant de bonnes caractéristiques physico-chimiques. En particulier, cette matière thermoplastique doit bien tenir en température, résister à l'abrasion et posséder un faible coefficient de frottement. Cette matière peut être notamment celle vendue par la société HOECHST sous la marque Hostalen Gur.The body 1 is preferably produced in a rigid self-lubricating thermoplastic material having good physicochemical characteristics. In particular, this thermoplastic material must hold well in temperature, resist abrasion and have a low coefficient of friction. This material may in particular be that sold by the company HOECHST under the brand Hostalen Gur.
Les figures 2 et 3 representent un palier possédant un corps 1 du type de celui de la figure 1, autour duquel est disposé un anneau 5 souple, réalisé par exemple en caoutchouc ou en matière thermoplastique.Figures 2 and 3 show a bearing having a body 1 of the type of that of Figure 1, around which is disposed a flexible ring 5, made for example of rubber or thermoplastic material.
La gaine 5 présente dans sa partie centrale, et à sa périphérie intérieure, une rainure annulaire 6 dans laquelle est engagée la partie débordante vers l'extérieur de l'anneau, cette partie débordante formant comme on le voit sur la figure 1, une nervure annulaire à la périphérie extérieure du corps 1.The sheath 5 has in its central part, and at its inner periphery, an annular groove 6 in which is engaged the projecting part towards the outside of the ring, this projecting part forming, as can be seen in FIG. 1, a rib annular at the outer periphery of the body 1.
La gaine 5 possède à sa surface extérieure des dents 7 dont la géométrie permet d'ajuster la rigidité radiale du palier. Du fait de l'élasticité de la gaine 5, celle-ci appuie sur les lames souples 3 et a par conséquent tendance à les faire fléchir en direction de l'axe du palier, ce qui a pour effet, lorsque l'arbre est monté dans le palier, d'amener les extrémités de ces lames en appui sur l'arbre.The sheath 5 has on its outer surface teeth 7 whose geometry makes it possible to adjust the radial stiffness of the bearing. Due to the elasticity of the sheath 5, it presses on the flexible blades 3 and therefore tends to cause them to bend towards the axis of the bearing, which has the effect, when the shaft is mounted in the bearing, bring the ends of these blades to bear on the shaft.
Si l'on se réfère maintenant aux figures 4 et 5, on voit un palier comprenant toujours un corps 1 du même type, sur lequel est monté une gaine élastique 5', cette gaine étant maintenue axialement comme précédemment par une rainure annulaire coopérant avec l'anneau 2 du corps 1. If we now refer to Figures 4 and 5, we see a bearing always comprising a body 1 of the same type, on which is mounted an elastic sheath 5 ', this sheath being held axially as before by an annular groove cooperating with the ring 2 of body 1.
La gaine 5' est egalement munie de dents 7' à sa périphérie extérieure.The sheath 5 'is also provided with teeth 7' at its outer periphery.
Dans le cas présent, la gaine 5' présente en outre une rainure annulaire 8 à sa périphérie extérieure, cette rainure 8 recevant une bague 9 dont le diamètre extérieur est superieur au diamètre extérieur de la gaine 5'.In the present case, the sheath 5 'further has an annular groove 8 at its outer periphery, this groove 8 receiving a ring 9 whose outside diameter is greater than the outside diameter of the sheath 5'.
La bague 9 est denté extérieurement et présente une forme du type de celle qui sera décrite ci-après en référence à la figure 7.The ring 9 is toothed externally and has a shape of the type which will be described below with reference to FIG. 7.
La figure 4 montre le palier monté dans un alésage 10, cet alésage présentant une rainure annulaire 11 dans laquelle est engagée la bague 9, ce qui permet de maintenir axialement le palier.Figure 4 shows the bearing mounted in a bore 10, this bore having an annular groove 11 in which is engaged the ring 9, which allows to maintain the bearing axially.
Ce mode de réalisation se prête bien à un montage automatique par robot. En effet, lorsque le palier commence a être inséré dans son alesage, la bague 9 est comprimée axialement, d'où il résulte une force d'introduction relativement élevee. Lorsque la bague 9 arrive dans la rainure 11 de l'alésage, elle se relâche et l'effort est reduit, de sorte que le robot sait que le palier est correctement monte.This embodiment lends itself well to automatic assembly by robot. In fact, when the bearing begins to be inserted in its bore, the ring 9 is compressed axially, from which a relatively high insertion force results. When the ring 9 arrives in the groove 11 of the bore, it relaxes and the force is reduced, so that the robot knows that the bearing is correctly mounted.
Si l'on se réfère maintenant aux figures 6 à 9, on voit que le corps 1' du palier possède une partie centrale 12 de grande longueur, cette partie centrale comportant comme precedemment des lames 3' à ses extrémités axiales.If we now refer to Figures 6 to 9, we see that the body 1 'of the bearing has a central portion 12 of great length, this central portion comprising as previously blades 3' at its axial ends.
Entre la partie 12 et chacune des rangées de lames 3', le corps 1' forme une nervure annulaire 13 qui se trouve engagée dans une rainure annulaire correspondante 14 formée à la périphérie intérieure d'une gaine souple 15 venant en appui sur les lames 3' du corps.Between the part 12 and each of the rows of blades 3 ', the body 1' forms an annular rib 13 which is engaged in a corresponding annular groove 14 formed at the inner periphery of a flexible sheath 15 bearing on the blades 3 ' from the body.
On voit que ces gaines 15 présentent un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de la partie 12 du corps 1', de sorte que, après montage, seules ces gaines 15 sont en appui sur l'alésage, le corps 1' étant en quelque sorte suspendu entre les deux gaines 15, ce qui evite la transmission à l'alésage des vibrations de l'arbre supporté par le palier.It can be seen that these sheaths 15 have an outside diameter greater than the outside diameter of the part 12 of the body 1 ', so that, after assembly, only these sheaths 15 are supported on the bore, the body 1' being somehow suspended between the two sheaths 15, which prevents the transmission to the bore of the vibrations of the shaft supported by the bearing.
Dans sa zone centrale, la partie 12 du corps 1' forme une rainure annulaire 16, dans laquelle est engagée une bague 17 dont la fonction est la même que celle de la bague 9 des figures 4 et 5.In its central zone, the part 12 of the body 1 ′ forms an annular groove 16, in which is engaged a ring 17 whose function is the same as that of the ring 9 of FIGS. 4 and 5.
La bague 17 présente une forme en accordéon lui permettant d'être aisément comprimee radialement. En outre, elle présente dans sa partie la plus extérieure une forme trapezoïdale 18 lui permettant de coopérer aisément avec la gorge de l'alésage dans laquelle elle vient s'engager lors du montage, si cette gorge possède une section correspondante.The ring 17 has an accordion shape allowing it to be easily compressed radially. In addition, it has in its outermost part a trapezoidal shape 18 allowing it to easily cooperate with the groove of the bore in which it comes to engage during assembly, if this groove has a corresponding section.
L'invention fournit par conséquent un palier dont l'effort de coulissement est maitrisé, qui ne présente pas de problème de vieillissement, qui peut être facilement monté par un robot et qui évite la transmission des vibrations et la propagation des bruits
La rigidité radiale, la saturation radiale, l'effort d'emmanchement et d'extraction, ainsi que l'effort de décollement sont également maitrisés et aisément ajustables lors de la conception. The invention therefore provides a bearing whose sliding force is controlled, which does not present any aging problem, which can be easily mounted by a robot and which prevents the transmission of vibrations and the propagation of noise.
The radial rigidity, the radial saturation, the fitting and extraction force, as well as the detachment force are also controlled and easily adjustable during design.
Dans le cas d'un palier non tournant, on peut prévoir une section non circulaire. Dans le cas d'un palier coulissant et tournant, on peut prendre en compte le couple de rotation qui se trouve maitrisé et aisément ajustable lors de la conception. In the case of a non-rotating bearing, a non-circular section can be provided. In the case of a sliding and rotating bearing, we can take into account the torque which is controlled and easily adjustable during design.
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| Publication number | Publication date |
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