FR3018876A1 - Palier a roulement equipe d’un dispositif d’etancheite comprenant une armature - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe extérieur, un organe intérieur (1) 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 (2) présentant un alésage qui est emmanché autour d'une portée annulaire axiale (4) d'un desdits organes en disposant ladite armature dans une position nominale par rapport audit organe, ladite armature étant disposée en regard d'une paroi complémentaire (3) et étant équipée d'au moins un élément d'étanchéité statique (14) du montage de ladite armature sur l'organe, ledit élément présentant au moins un bourrelet (15) qui est disposé en appui étanche sur la paroi complémentaire (3) lorsque l'armature (2) est en position nominale, ledit alésage et ladite portée présentant des moyens complémentaires de blocage axial de ladite armature dans une position arrière par rapport audit organe, ledit bourrelet étant agencé pour rester en appui étanche sur la paroi complémentaire (3) lorsque l'armature (2) est en position arrière.

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. Il est ainsi 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. En particulier, une telle armature peut présenter un alésage monté, notamment par emmanchement, autour d'une portée annulaire axiale de l'organe, ladite armature 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. En particulier, en fonctionnement, notamment sous forte charge, l'armature peut être soumise à des déplacements axiaux relativement à l'organe au niveau de son emmanchement, ce qui peut induire une perte d'étanchéité statique et/ou dynamique.
Or 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 la tenue mécanique et l'étanchéité statique de son montage sur un organe dudit palier sont fiabilisés, en particulier relativement aux contraintes de déplacements lors de la rotation dudit organe. 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 en disposant l'armature dans une position nominale par rapport audit organe, ladite armature étant disposée en regard d'une paroi complémentaire et étant équipée d'au moins un élément d'étanchéité statique du montage de ladite armature sur l'organe, ledit élément présentant au moins un bourrelet qui est disposé en appui étanche sur la paroi complémentaire lorsque l'armature est en position nominale, ledit alésage et ladite portée présentant des moyens complémentaires de blocage axial de ladite armature dans une position arrière par rapport à l'organe, ledit bourrelet étant agencé pour rester en appui étanche sur la paroi complémentaire lorsque l'armature est en position arrière. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 représentent partiellement et en coupe longitudinale un organe d'un palier à roulement équipé d'un dispositif d'étanchéité selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans lesquelles l'armature est respectivement en position nominale de fin d'emmanchement (figure 1 a) et en position arrière (figure lb) sur ledit organe ; - les figures 2 représentent partiellement et en coupe longitudinale un organe d'un palier à roulement équipé d'un dispositif d'étanchéité selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lesquelles l'armature est respectivement en position nominale de fin d'emmanchement (figure 2a) et en position arrière (figure 2b) sur ledit organe. 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 et un organe intérieur 1, 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 est fixe en présentant par exemple des moyens de fixation du palier sur un élément de suspension du véhicule automobile, la roue étant associée à l'organe intérieur 1 qui est alors tournant.
Entre ces organes, 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 les figures. Pour permettre la rotation, chaque organe 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, lesdits corps roulants pouvant se présenter sous la forme de billes, lesdites billes étant maintenues dans une rangée par l'intermédiaire d'une cage de rétention.
Toutefois, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation du palier, en particulier relativement aux géométries des corps roulants et/ou des organes intérieur 1 et extérieur.
Pour protéger l'espace de roulement de la pollution du milieu environnant, le palier comprend un dispositif d'étanchéité disposé entre l'organe extérieur et l'organe intérieur 1. 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 dudit espace formée entre les organes. Pour ce faire, le dispositif d'étanchéité présente au moins une armature annulaire 2 qui est solidaire d'un organe 1. L'armature 2 peut être réalisée en une seule pièce, notamment à base de matériau plastique ou métallique, par exemple en tôle emboutie. En particulier, l'armature 2 est disposée en regard d'une paroi complémentaire 3 de l'organe en présentant un alésage qui est associé par emmanchement autour d'une portée annulaire axiale 4 dudit organe en assurant le positionnement de ladite armature relativement à ladite paroi complémentaire.
Selon les modes de réalisation représentés, l'armature 2 est formée d'une paroi annulaire qui présente une portée axiale 5 d'emmanchement dont la périphérie intérieure définie un diamètre inscrit dans lequel est formé l'alésage d'emmanchement. La paroi annulaire présente également une portée 6 qui s'étend radialement à l'extérieur de la portée axiale 5, lesdites portées étant reliées par un congé de raccordement 7 courbé. En outre, la portée radiale 6 est prolongée par une couronne extérieure libre 8 qui s'étend extérieurement vers l'arrière. La portée annulaire 4 d'emmanchement s'étend axialement à l'intérieur de la paroi complémentaire 3 depuis une portée courbe 9 de ladite paroi complémentaire, ladite portée courbe reliant ladite portée annulaire à une portée radiale 10.
L'armature 2 est associée à l'organe intérieur 1 par emmanchement de sa portée axiale 5 sur la portée axiale 4 dudit organe, la portée radiale 6 de ladite armature étant disposée en regard axial de la portée radiale 10 de la paroi complémentaire 3. En particulier, la portée axiale 5 de l'armature 2 est montée sur la portée 4 de l'organe intérieur 1 en disposant le congé de raccordement 7 à distance axiale de la paroi complémentaire 3, notamment à distance axiale de la portée courbe 9, afin d'éviter la flexion de ladite armature et donc ses déformations lors de la rotation du palier.
En fin d'emmanchement de l'armature 2 sur la portée annulaire axiale 4, ladite armature est disposée dans une position nominale par rapport à l'organe 1 dans laquelle la portée annulaire 5 d'emmanchement est en interférence radiale avec ladite portée annulaire axiale pour assurer l'association de ladite armature sur ledit organe. En particulier, la fin de course d'emmanchement peut être déterminée par appui axial de la portée radiale 6 de l'armature 2 contre la portée radiale 10 de la paroi complémentaire 3. Pour fiabiliser le montage de l'armature 2 sur l'organe 1, l'alésage et la portée axiale 4 présentent des moyens complémentaires de blocage axial de ladite armature dans une position arrière par rapport audit organe. En particulier, les moyens complémentaires sont agencés pour n'autoriser les déplacements axiaux de l'armature 2 relativement à l'organe 1 qu'entre ses positions nominale et arrière.
Ainsi, même en cas de charge importante, l'armature 2 est maintenue emmanchée en position arrière par l'intermédiaire des moyens de blocage axiaux. En outre, la présence des moyens complémentaires de blocage permet d'envisager une réduction de la longueur axiale de la portée axiale 5 et donc de l'encombrement axial du palier, sans risque de démontage de l'armature 2 bien que l'interférence d'emmanchement soit réduite. La portée annulaire axiale 4 présente un seuil radial 11 agencé pour définir la position arrière de l'armature 2, ledit seuil formant butée de fin de course de ladite armature vers l'arrière (figures lb et 2b). A cet effet, le seuil radial 11 présente un diamètre extérieur qui est supérieur au diamètre nominal de l'alésage de sorte que ledit alésage vienne en appui axial sur ledit seuil pour retenir l'armature 2 en position arrière sur l'organe 1.
En relation avec les figures la et 2a, l'alésage forme un jeu axial avec le seuil radial 11 lorsque l'armature 2 est en position nominale, ledit jeu permettant de fiabiliser l'emmanchement de l'alésage autour de la portée axiale 4 après passage dudit alésage autour dudit seuil.
En effet, lors du montage de l'armature 2, la portée d'emmanchement 5 est déformée élastiquement autour du seuil 11 et le jeu axial permet le retour élastique de ladite portée axiale au-delà dudit seuil pour garantir l'interférence radiale d'emmanchement. De façon avantageuse, le seuil 11 présente un chanfrein 12 qui est agencé pour faciliter le passage de l'alésage autour dudit seuil lors de l'emmanchement, notamment en limitant les risques d'endommagement de l'armature 2 lors dudit passage. Dans les modes de réalisation représentés, la portée axiale 4 de l'organe 1 est pourvue d'une gorge annulaire 13 en regard de laquelle l'extrémité libre de la portée d'emmanchement 5 est disposée. La portée d'emmanchement 5 présente une interférence radiale avec le bord avant de la gorge 13, quelle que soit la position de l'armature 2, afin d'optimiser la tenue mécanique de l'emmanchement. Le seuil 11 est formé sur le bord arrière de la gorge 13 de sorte à définir la position arrière par mise en butée axiale de l'extrémité libre de la portée d'emmanchement 5 sur ledit bord. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation des moyens de blocage axial, notamment relativement à la géométrie du seuil radial 11 et/ou de la portée d'emmanchement 5. Par exemple, la portée annulaire axiale 4 peut être dépourvue de gorge 13 en présentant uniquement un rebord arrière radial sur lequel est formé le seuil radial 11.
Le dispositif d'étanchéité comprend également au moins un élément d'étanchéité statique 14 du montage de l'armature 2 sur l'organe 1, ledit élément d'étanchéité étant monté entre la paroi complémentaire 3 et la paroi de ladite armature pour former l'étanchéité statique en empêchant l'introduction de polluants entre ladite armature et ladite paroi complémentaire. L'élément d'étanchéité statique 14 peut être surmoulé sur l'armature 2 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. En particulier, l'élément d'étanchéité statique 14 présente au moins un bourrelet 15 qui s'étend depuis l'armature 2 pour être disposé en appui étanche sur la paroi complémentaire 3 notamment lorsque ladite armature est en position nominale. En particulier, le bourrelet 15 est en appui étanche dans un état comprimé mettant en contrainte axiale l'armature 2 vers sa position arrière afin de fiabiliser son emmanchement.
En relation avec les figures 1, on décrit un mode de réalisation dans lequel l'armature 2 est équipée d'un élément d'étanchéité statique 14 qui présente un bourrelet avant 15 disposé autour de la paroi annulaire de ladite armature pour venir étanchéifier l'interface entre ladite paroi et la paroi complémentaire 3.
L'élément d'étanchéité statique 14 présente également une extension 16 qui s'étend depuis le bourrelet 15 en recouvrant la couronne extérieure 8 de la paroi annulaire et un voile 17 qui s'étend radialement sous ledit bourrelet pour être interposé entre la portée radiale 6 de la paroi et la portée radiale 10 de la paroi complémentaire 3. De façon avantageuse, le voile 17 recouvre au moins partiellement la portée radiale 6 en étant en appui étanche sur la portée radiale 10 pour fiabiliser l'étanchéité statique du montage de l'armature 2 en position nominale.
Pour éviter toute perte d'étanchéité statique, notamment en cas de déplacement de l'armature 2, l'appui étanche entre le bourrelet 15 et la paroi complémentaire 3 est maintenu lorsque ladite armature est en position arrière. Pour ce faire, le bourrelet 15 présente une course de compression sur la paroi complémentaire 3 qui est au moins égale à la course de déplacement de l'armature 2 entre ses positions nominale et arrière. En relation avec la figure 1 b, le bourrelet 15 en état non comprimé s'étend axialement sur une longueur sensiblement égale à la course de déplacement de l'armature 2 de sa position nominale vers sa position arrière. Dans la position arrière, le voile 17 est disposé à distance axiale de la paroi complémentaire 3, l'étanchéité du montage étant ainsi uniquement assuré par le bourrelet 15. Selon les figures 2, le bourrelet 15 présente au moins une lèvre 18 qui s'étend axialement sur une longueur qui est supérieure à la course de déplacement de l'armature 2 entre ses positions nominale et arrière. En particulier, la lèvre 18 s'étend extérieurement en étant en appui étanche sur la paroi complémentaire 3 d'une position à l'autre de l'armature 2, notamment par fléchissement de ladite lèvre.
La lèvre 18 est ainsi agencée pour exercer sur la paroi complémentaire 3 un appui étanche qui est orienté extérieurement par rapport à l'interface entre la paroi de l'armature 2 et ladite paroi complémentaire afin notamment de limiter l'introduction de boue dans ladite interface.
Par ailleurs, le dispositif d'étanchéité peut présenter un élément d'étanchéité dynamique qui est solidaire d'un organe pour interagir avec une portée solidaire de l'autre organe afin d'assurer l'étanchéité du côté de l'espace de roulement.
L'armature 2 peut présenter un élément d'étanchéité dynamique qui interagit avec une portée de l'organe extérieur et/ou une portée avec laquelle interagit un élément d'étanchéité solidaire dudit organe extérieur.
Selon le mode de réalisation représenté, l'élément d'étanchéité dynamique peut être formé par la couronne extérieure libre 8 de l'armature 2 qui s'étend essentiellement axialement pour par exemple pouvoir être disposée en regard radial d'une portée d'interaction de l'organe extérieur afin de former un jeu de chicanage. En particulier, une chambre annulaire d'étanchéité peut être formée entre l'armature 2 et l'organe extérieur, en étant limitée extérieurement par la couronne extérieure 8, le jeu de chicanage définissant l'ouverture 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 variante ou de manière complémentaire, l'élément d'étanchéité dynamique peut présenter au moins une lèvre s'étendant depuis l'armature 2 et disposée en contact frottant sur une portée d'interaction de l'organe extérieur. Le dispositif d'étanchéité peut comprendre une deuxième armature qui est montée sur l'organe extérieur en portant un élément d'étanchéité dynamique interagissant avec une portée de l'armature 2 et/ou une portée d'interaction avec un élément d'étanchéité dynamique solidaire de ladite armature. 20

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant un organe extérieur, un organe intérieur (1) 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 (2) présentant un alésage qui est emmanché autour d'une portée annulaire axiale (4) d'un desdits organes en disposant ladite armature dans une position nominale par rapport audit organe, ladite armature étant disposée en regard d'une paroi complémentaire (3) et étant équipée d'au moins un élément d'étanchéité statique (14) du montage de ladite armature sur l'organe, ledit élément présentant au moins un bourrelet (15) qui est disposé en appui étanche sur la paroi complémentaire (3) lorsque l'armature (2) est en position nominale, ledit palier étant caractérisé en ce que l'alésage et la portée (4) présentent des moyens complémentaires de blocage axial de l'armature (2) dans une position arrière par rapport à l'organe, le bourrelet (15) étant agencé pour rester en appui étanche sur la paroi complémentaire (3) lorsque ladite armature est en position arrière.
  2. 2. Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position nominale correspond à la position de fin d'emmanchement de l'armature (2) sur la portée annulaire axiale (4).
  3. 3. Palier à roulement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la portée annulaire axiale (4) présente un seuil radial (11) dont le diamètre extérieur est supérieur au diamètre de l'alésage, ledit alésage étant en appui axial sur - respectivement formant un jeu axial avec - ledit seuil lorsque l'armature (2) est en position arrière - respectivement nominale.
  4. 4. Palier à roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le seuil (11) présente un chanfrein arrière (12) qui est agencé pour faciliter le passage de l'alésage autour dudit seuil lors de l'emmanchement.
  5. 5. Palier à roulement selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la portée annulaire axiale (4) présente une gorge (13) ayant un bord arrière sur lequel le seuil (11) est formé.
  6. 6. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bourrelet (15) présente une course de compression sur la paroi complémentaire (3) qui est au moins égale à la course de déplacement de l'armature (2) entre ses positions nominale et arrière.
  7. 7. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bourrelet (15) présente au moins une lèvre (18) qui s'étend axialement sur une longueur qui est supérieure à la course de déplacement de l'armature (2) entre ses positions nominale et arrière.
  8. 8. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature (2) présente une paroi autour de laquelle est disposé le bourrelet (15) pour venir étanchéifier l'interface entre ladite paroi et la paroi complémentaire (3).
  9. 9. Palier à roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bourrelet (15) exerce sur la paroi complémentaire (3) un appui étanche qui est orienté extérieurement par rapport à l'interface entre la paroi de l'armature (2) et la paroi complémentaire (3).
  10. 10. Palier à roulement selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité statique (14) présente un voile (17) qui est interposé entre la paroi de l'armature (2) et la paroi complémentaire (3), ledit voile étant en appui étanche sur - respectivement à distance de - ladite paroi complémentaire lorsque l'armature (2) est en position nominale - respectivement arrière.
  11. 11. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la paroi de l'armature (2) présente une portée axiale (5) d'emmanchement qui est reliée à une portée radiale (6) par l'intermédiaire d'uncongé de raccordement (7), ladite portée radiale étant disposée en regard axial d'une portée (10) de la paroi complémentaire (3).
  12. 12. Palier à roulement selon la revendication 11, caractérisé en ce que le congé de raccordement (7) est disposé à distance de la paroi complémentaire (3).
  13. 13. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité présente un élément d'étanchéité dynamique qui est solidaire d'un organe pour interagir avec une portée solidaire de l'autre organe, l'armature (2) présentant ledit élément d'étanchéité dynamique et/ou ladite portée d'interaction.
  14. 14. Palier à roulement selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un élément d'étanchéité dynamique est disposé en contact frottant sur une portée d'interaction ou forme un jeu de chicanage avec une portée d'interaction.
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