Brevet FR2006678A1 — publié le 19700102

lorsque l'on monte des roulements, par exemple dans des moteurs électriques, il est nécessaire que l'ajustage du roulement dans le logement soit lâche de manière qve la "bague de roulement extérieure puisse se regler d'elle-même axialement suivant 5 (1) les tolérances longitudinales des organes assemblés du moteur et (2) les variations longitudinales qui apparaissent lorsque le moteur s'échauffe pendant son fonctionnement. Par ailleurs, lorsque l'on a recours à un ajustage lâche, il existe toujours le risque que la "bague extérieure se déplace dans son logement si la direction 10 de la charge n'est pas fixe mais tourne, ce qui est courant dans de telles applications. Pour réduire ce risque, il est nécessaire d'utiliser des tolérances très serrées dans le logement du roulement et ceci a pour effet d'augmenter les coûts de fabrication. Si le logement du roulement est en métal léger ayant un coefficient 15 de dilatation thermique considérablement plus élevé que celui de l'acier, il est même insuffisant d'utiliser des tolérances serrées,, la présente invention apporte une solution à ces problèmes et assure, en plus d'une réduction considérable des prix de revient, uneirès bonne étanchéité du roulement et diminue^le 20 risque que la bague ou cuvette extérieure du roulement se déplace dans le logement du fait, par exemple, d'un ajustage lâche et aJune direction de charge tournante. Le bord extérieur du couvercle du roulement se comporte, dans ce cas, comme un frein efficace sur la bague ou cuvette de roulement» 25 On va maintenant décrire la présente invention de façon détaillée en se référant au dessin annexé sur lequel les figures 1 à 8 montrent certains modes de réalisation du dispositif dfétanchéité destiné au dispositif de roulement conforme à la présente invention» 30 la figure t montre un couvercle d'étanchéité en matière élastique, comportant une partie d'ajustage 1 et une section se présentant sous la forme d'un parallélogramme, ou autre figure géométrique analogue, inclinée, grâce à quoi les surfaces cylindriques 2 et 3 du couvercle, qui sont en contact avec une 35 bague de roulement 4 et un logement de roulement 5» respectivement, se "trouvent quelque peu décalées axialement l'une par rapport à l'autre. Quand le roulement est monté dans son logement, la partie 1 est déformée,, De ce fait, l'angle d'inclinaison v de cette partie augmente plus ou moins, en partie suivant le diamètre du 40 logement et en partie suivant la distance dont le bord du couvercle 69 12482 2 2006673 srétend au-delà de la surface extérieure du rcatlement0 Du fait de la tendance de la section à s'incliner latéralement lorsqu'elle est soumise à une pression, la -variation de la pression est considérablement plus faible que si la partie 1 était symétrique, cela 5 en raison des tolérances des surfaces de contact. Une bague en caoutchouc ayant la section représentée sur la figure peut, par conséquent, si besoin est, être constituée par- une matière plastique ou du caoutchouc relativement durs sans que les pressions de contact risquent d'être trop élevées oxi trop faibles,, Toutefois 10 une bague en caoutchouc ne comprenant que la partie 1 destinée à cette fin suffirait à pe,ine. la tendance de 1 'angle d'inclinaison v de la partie 1 à augmenter lorsque des charges radiales se manifestent devrait se trouver réduite du fait de la contribution d'une partie sensiblement cylindrique 6 reliée à la partie 1 et ayant 15 une section plus mince reliée à une paroi latérale S à son autre extrémité. Il devrait, bien entendu,.exister également certains espaces libres ou jeux 9 entre les parties 1 et 6, d'une parts et la bague de roulement 4? drautre parts On obtient une stabilisation supplémentaire de la partie 1 si la partie 5 peut, reposer 20 contre un rebord 7 se trouvant sur la bague ou cuvette de roulement 4. le rebord 7, peut, dans une variante, être remplacé par une rondelle lâche, en tôle, qui repose contre le plan terminal de la bague de roulement et qui a un diamètre extérieur correspondant. Une telle rond.elle est représentée sur la figure 7» la demanderesse 25 envisage que le couvercle, conjointement avec la bague intérieure 14, forme une certaine sorte de joint d*étanchéité qui empêche les impuretés en provenance du milieu environnant de pénétrer à 1*intérieur du roulement» 1s, figure 2 montre tu?, joint d'étanchéité simple 15 à fente0 30 le mode de réalisation représenté sur la figure t est caractérisé par le fait que le couvercle sTajuste dans une gorge ménagée dans la bague intérieure, la paroi latérale plane 8 du couvercle se raccorde à une partie centrale sensiblement conique 10 qui se termine, vers l'intérieur, par un rebord 11 qui s'ajuste 35 de façon lâche dans une- gorge comportant des rebords 12 et 13 ménagés dans la bague intérieure 14. D^une façon générale, le rebord 11 du couvercle n'est absolument pas en contact avec l'un des rebords de gorge 1:2 et 13 ou bien n'est qu*en contact très léger avec ce rebord. Conjointement avec la bague intérieure 14» 40 il forme, de ce fait, une fente étroite en forme de labyrinthe BAD ORIGINAL 69 12482 3 2006678 qui empêche les impuretés en provenance du milieu environnant d'atteindre l'intérieur du roulement. Si une faible pression positive venait à apparaître sur l'un ou l'autre des cotés du couvercle élastique, le contact entre le rebord et l'un des rebords de la 5 gorge augmenterait et il en résulterait un effet d ' étancliéité accru., Il est nécessaire qu'un certain moment de freinage soit exercé sur la bague extérieure du roulement pour empêcher celle-ci de se déplacer dans le logement du roulement, et ce moment est créé par l'adhérence entre le couvercle élastique et la bague 10 extérieure, d'une part, et le logement du roulement d'autre part» L'adhérence peut, si besoin est, être augmentée grâce à un usinage particulier, comme par exemple un moletage de la surface de la bague et du logement qui se troiive en contact avec le couvercle. 15 Les figures 2 à 4 représentent un autre procédé pour augmenter l'action du couvercle transmetteur de moment. Sur les figures 2 et 3» une bague ou cuvette extérieure d'un roulement à billes est référencée 16, et la référence 19 désigne une paroi latérale d'un couvercle d'étanchéité élastique comportant 20 une partie d'ajustage 17 et une partie plus mince cylindrique 18 qui relie la partie 17 à la paroi latérale 19 du couvercle. La partie 17 s'ajuste dans une gorge 20 usinée dans la bague extérieure 16, gorge qui comporte aussi un rebord 21 supportant radialement la partie 18. A un ou à plusieurs endroits (trois 25 endroits sur les f igures 3 et 4)» de la matière a été enlevée du rebord 21 et du fond contigu' de la gorge pour former un certain nombre d'évidements ou facettes 22. Dans un nombre correspondant d'endroits 23 sur le couvercle élastique, la matière a été renforcée, de manière qu'un contact entre le couvercle et la bague du 30 roulement se produise non seulement le long de la partie circulaire 24 de la périphérie mais aussi le long des autres parties 22, 23. La bague de roulement se trouve ainsi ajustée avec une certaine sorte de préhension de blocage dans la partie de caoutchouc qui l'entoure, partie qui est supportée radialement, sur la totalité 35 de sa périphérie, par le logement de roulement. On fait en sorte que l'ajustage entre la bague de roulement et le couvercle soit, de façon appropriée, un peu plus lâche que l'ajustage entre le couvercle et le logement. Une charge de roulement tournant par rapport au logement du roulement crée, du fait d'un ajustage lâche, 40 un moment M (voir figure 4) sur la bague de roulement 16 et fait 69 12482 4 2006678 tourner cette dernière par rapport au"logement de roulement 25. Quand le moment M est relativement faible, la rotation est limitée par l'adhérence des surfaces de contact entre la partie 18 et la bague de roulement 16,21, d'une part, et le logement de roulement 5 25, d'autre part. Si le moment M augmente, il risque toutefois de se produire un déplacement angulaire faible de la bague extérieure par rapport au logement du roulement,, Ce déplacement peut se traduire par un cisaillement de la partie de caoutchouc et/ou un glissement des surfaces de contact. Le rebord 21 de la bague de 10 roulement tourne, dans tous lès cas, légèrement par rapport au couvercle, ce qui se traduit par le fait que certaines parties 26 de ce couvercle se trouvent exposées à line pression accrue. Du fait de cet accroissement de pression, son adhérence au logement se trouve ainsi augmentée et, de ce fait, la capacité du dispositif à '15 freiner la bague de roulement s'accroît aussi. La figure 5 montre un'mode de réalisation de l'invention destiné à être utilisé dans des cas où il y a lieu d'augmenter l'adhérence entre le couvercle et le logement de roulement. La paroi latérale 29 du couvercle élastique comporte une 20 gorge 28 dans laquelle un ressort 27, par exemple un anneau de fil métallique entaillé sur son pourtour, est appliqué à l'état sous contrainte. Le ressort en acier refoule ou dilate la partie du couvercle qui l'entoure, de sorte qu'une pression de contact accrue entre le couvercle et le logement de roulement 31 s'exerce le long 25 d'une zone 30. Par ailleurs, la partie périphérique du couvercle est différente de celle des modes de réalisation précédents par le fait qu'elle comporte m chanfrein 32 dont le rôle est de faciliter l'introduction du couvercle dans le logemerfc . L'agencement de ressort conforme à la figure 5 peut, de préférence, être utilisé dans 30 les agencements décrits précédemment et conformes aux figures 2 à 4. La partie centrale du couvercle de la figure 5 est munie d'un rebord 33 enfermant la bague intérieure 36 sans être en contact avec cetté dernière et elle comporte aussi une 35 lèvre 34 qui est légèrement en contact avec l'extrémité plane 35 de la bague intérieure. On obtient ainsi une bonne protection des parties intérieures du roulement. 'La figure 6 montre un mode de réalisation dans lequel la pression est accrue et, de ce fait, où l'adhérence entre 40 la partie extérieure élastique 37 du couvercle et une bague de 69 12482 5 2006678 roulement 38» d'une part, et un logement 59, d'autre part, se trouve également augmentée. Gkrâee à une bague déplaçable axialement 40, bague qui peut être actionnée par un ressort, la partie extérieure 41 du couvercle se trouve chargée axialement, ce qui fait 5 que les contraintes de compression dans le caoutchouc entre la bague de roulement et le logement se trouvent augmentées et que la fonction de freinage est accrue. Dans certains cas, la bague 40 peut être remplacée par un épaulement fixe usiné dans le logement du roulement et placé de manière telle par rapport au roulement 10 qu'il soumet à une contrainte préalable le bord 41 du couvercle. La figure 7 montre un couvercle d'un type que l'on utilise quand il faut empêcher des gaz et des liquides environnants sous pression de pénétrer dans le roulement. Le joint d'étanchéité est une combinaison d'un joint à fente en 42 et 15 d'un joint à lèvre de contact en 43» La partie périphérique 44 du couvercle d'étanchéité est formée, en principe, comme décrit précédemment à propos de la figure 1. La partie centrale du couvercle est munie d'un rebord 45, en forme de lèvre, qui est en contact avec une bague en tôle 47 montée sur la bague intérieure 46 du 20 roulement. Cette bague 47 se comporte simultanément comme une protection mécanique vis-à-vis de la lèvre. Une rondelle en tôle 48 empêche le couvercle de chercher à se déplacer vers lrintérieur en direction du roulement sous lreffet d'une pression extérieure et elle supporte, à son extrémité supérieure, la partie 44 de ce 25 couvercle d*étanchéité. Un couvercle élastique 49» conforme au mode de réalisation représenté sur la figure 8, est muni d'un rebord axial 50 qui transmet les charges axiales exercées sur le roulement à un logement de roulement 51. Ce rebord peut être constitué 30 d'une seule pièce ou bien comporter des évidements qui le rendent plus élastique. On nfa décrit ci-avant que des couvercles d'étanchéité en matière plastique ou en caoutchouc destinés à fermer de façon étanche et sur un seul côté un roulement à billes. Toute~ 35 fois, la présente invention peut être appliquée à des types différents de roulements ainsi qu'à des roulements du genre décrit comportant de tels couvercles sur leur deux côtés» 69 12482 6 2006678 EETiEDICATIOlIg. le Dispositif de roulement eompreR&v.tt im roulement et un siège ou logement de roulement cylindrique enfermant le roulement et formant. conjointement avec la "bague ou euve-.tte extérieure du 5 roulement, une liaison fixe ou lâche5 ce dispositif de roulement étant caractérisé p^r le fait que lsun ou les deux côtés du roulement sont fermés de façon étanche par des con^ereles en matière élastique% de préférence en caoutchoucs et eue le couvercle comporte une partie périphérique principalement annulaire destinée à s'ajus-10 ter dans une gorge usinée dans la surface extérieure de la bague extérieure et une partie sensiblement cylindrique5 légèrement, plus mince, reliant la partie annulaire à la partie principale du couvercle qui est sensiblement plate et par le fp.it que ladite partie annulaire est surdimensionnée dans le sens x-adial, de façon telle 15 qu'elle exerce en permanence une pression rsdiale contre le logement du roulement» 2c- Dispositif de roulement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie d'ajustage ou de fixation du couvercle est supportée radialement depuis l'intérieur, en partie 20 par le fond de la gorge usinée dans la, ■ siu?f ace extérieure de la bague et en partie par la surface extérieure d'un rebord fixe se trouvant à côté de la gorge8 3» Dispositif de roulement suivant, la revendication 1 s caractérisé par le fait que la partie d'ajustage du couvercle est 25 supportée radialement depuis l'intérieur3 en partie par le fond de la gorge usinée dans la surface extérieure de la bague extérieure et en partie par la surface extérieure d'une rondelle montée de façon lâche à côté de la gorge0 4» Dispositif de roulement suivant la revendication 30 1, caractérisé par le fait que la partie d'ajustage du couvercle est supportée radialement depuis l'intérieur, en partie par le fond de la gorge usinée dans la surface extérieure de la bague extérieure et en partie par un ressort annuls,ire se dilatant. 5o Dispositif de roulement suivant les revendications 35 1 à 4, caractérisé par le fait que la surface de support du couvercle d!étanchéité qui porte contre le logement du roulement est décalée axialement par rapport à.sa surface de support se t rouvant au fond de la gorge usinée dans la bague extérieure et .que cette surface de support du couvercle se trouve plus près du côté conti-4.0 gu du roulement que cette surface de support située au fond de BAD ORIGINAL 12482 7 o r, r\ / / *7 •-) ZUliGo/ 0 la gorge» 6. Dispositif de roulement suivant les revendications 1 à 5» caractérisé par le fait que le rebord circulaire formé en liaison avec la gorge usinée dans la bague extérieure et le fond contigu de la gorge comporte uxl ou plusieurs évidements en forme de facettes et que le couvercle élastique s-'ajustant de façon lâche autour du rebord et dans là partie inférieure de la gorge comporte des renforcements de matière qui s'ajustent dans lesdits évidements» 7» Dispositif de roulement suivant les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la partie d'ajustage ou de fixation annulaire du couvercle est munie d'un chanfrein d'introduction» 8. Dispositif de roulement suivant les revendications 1 f2 et 4 à 7 caractérisé par le fait que la partie centrale du couvercle est munie d'une mince lèvre qui vient légèrement en contact avec la surface latérale de la bague intérieure ou s'ajuste de façon lâche dans une gorge ménagée dans la surface extérieure de la bague intérieure. 9. Dispositif de roulement suivant les revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le logement de roulement ou un organe élastique raccordé au logement de roulement exerce une pression axiale sur la partie périphérique du couvercle élastique et, de ce fait, augmente les contraintes de compression dans la partie annulaire du couvercle qui se trouve entre le logement et la bague extérieure» 10. Dispositif de roulement suivant les revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le couvercle est muni, soit d'un rebord axial d'une seule pièce, soit d'une série de saillies s'étendant axialement et disposées annulairement, ces saillies servant à transmettre des forces axialement entre la bague du roulement et le logement.