Brevet FR2321068A1 — publié le 19770311

La présente invention se rapporte à un roulement de butée comprenant deux bagues de roulement avec des chemins de roulement se faisant face, plusieurs éléments roulants disposés en cercle entre les bagues de roulement et prévus pour rouler dans les chemins de roulement, et une cage pour les éléments roulants. La présente invention concerne particulièrement un roulement destiné aux applications dans lesquelles les mouvements relatifs à l'intérieur du roulement sont modérés, 1' effort axial existant élevé et le roulement soumis en outre à une force centrifuge dans le sens axial. Comme exemple de cette application, on peut mentionner le montage de pales réglables de ventilateurs.Dans les roulements utilisés pour ces applications, la cage est soumise pendant le mouvement à des forces centrifuges dirigées axialement, forces qui tendent à déplacer la cage de sa position propre. Comme la cage dans un roulement de butée est centrée en règle générale par son contact avec les éléments roulants, la force centrifuge augmentera la pression de la cage sur les éléments roulants, ce qui se traduit par une augmentation du frottement dans le roulement et, en outre, un risque de déformation de la cage à un point tel que celle-ci ne jouera plus son rtie de guidage et de centrage d'où, en conséquence, un risque de détérioration du roulement.De plus des vibrations se produisent dans le roulement aux points de contact entre les éléments roulants et les chemins de roulement, avec comme résultat une usure de contact, car les mouvements relatifs dans le roulement durant le fonctionnement sont limités aux déplacements angulaires qui correspondent à d'éventuels réglages de l'angle d'attaque des pales réglables du ventilateur. La durée de vie dtun roulement de butée normal utilisé dans les applications décrites ci-dessus est relativement limi- tée, du fait des conditions de fonctionnement spéciales. Ltob- ået de la présente invention est donc de fournir un roulement de butée dont la durée de vie est améliorée lorsqu'on l'utilise dans de telles applications.Suivant la présente inven tison, on réalise cet objet en donnant au roulement les caractéristiques qui sont mentionnées dans les revendications ci jointes, En intercalant un anneau de glissement entre la cage et la bague du roulement contre laquelle la force centrifuge presse la cage, on assure le maintien de cette dernière dans sa position propre ainsi que son guidage par la bague du roulement.La pression exercée par la cage sur les éléments roulants est limitée et la force centriguge agissant sur la cage est reprise par la bague du roulement, par 11 intermédiaire de ltanneau de glissement dont la surface de contact de glissement peut etre constituée dlun matériau à faible coefficieit de frottement, de sorte que les pertes par frottement dues au glissement de 11 anneau sont réduites.Un traitement de surface approprié appliqué aux chemins de roulement des bagues peut réduire la disposition à 11 usure de contact aux points de contact des éléments roulants et des chemins de roulement et, si le traitement est étendu également à la surface sur laquelle glisse l'anneau de glissement, les pertes par frottement dues au glissement de l'anneau peuvent être encore réduites davan targe, la présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels la figure 1 représente un exemple schématique d'appli- cation dans laquelle un roulement de butée suivant la présente invention peut Btre utilisé de manière appropriée ; et la figure 2 représente une vue détaillée d'un roulement de butée suivant un exemple de réalisation de la présente invention Une coupe longitudinale d'une partie d'un moyeu de ventilateur axial à pales réglables est représentée à la figure 1. Les pales, dont une est représentée et repérée par la référence 1, sont montées dans un logement de moyeu 2 qui peut tourner autour d'un arbre 3. Afin de pouvoir tourner autour d'un axe 4 pour régler son angle d'attaque, la pale est montée dans le logement par inntermédiaire d'un roulement de butée 5. Un dispositif 6 permettant de faire tourner la pale 1 est monté dans le moyeu ; ce dispositif peut- être commandé par des moyens bien connus en eux-mêmes, et par conséquent non représentés pour régler automatiquement les pales afin de réunir dea conditions optimales de fonctionnement au cours de circonstances extérieures différentes. Le roulement de butée 5 reprend un effort de poussée correspondant principalement à la force centrifuge qui est créée lorsque la pale et son dispositif de fixation au roulement de butée et le moyen de rotation 6 tournent autour de l'arbre 3.Outre cet effort de poussée extérieur, la bague du roulement, extérieure par rapport à l'arbre 3, reprend également les forces centrifuges provenant des éléments roulants, de la cage et de la bague intérieure du roulement, Bien que la somme de toutes ces forces soit comparativement faible, l'effet de la force centrifuge sur la cage est comparativement grand car, dans une application normale, la cage n'est soumise à aucun effort extérieur de poussée mais uniquement aux forces qui sont créées aux points de contact avec les éléments roulants. Lorsque le ventilateur tourne à un régime élevé, la force appliquée à la cage peut être tellement grande que celle-ci se déforme, ce qui diminue sa capacité de guidage des éléments roulants.De plus, 11 augmentation de la force de contact entre la cage et les éléments roulants produit une usure accrue et, en conséquence, une durée de vie moindre du roulement de butée. Comme les points de contact entre les éléments roulants et les bagues de glissement sont souvent fixes lorsque- le ventilateur tourne et que des vibrations normalement importantes prennent naissance pendant la marche, une usure de contact se produit relativement facilement aux points de contact, ce qui abrège également la durée de vie du roulement de butée. La figure 2 représente une coupe axiale d1un roulement de butée à billes suivant la présente invention ; ce roulement est conçu pour être utilisé dans une application telle que ce-lle qui est représentée à la figure 1 , c'est-à-dlre un roulement pour pale réglable de ventilateur. Le roulement se compose de deux bagues de roulement 7 et 8 qui comportent des chemins de roulement se faisant face, prévus pour plusieurs éléments roulants en forme de billes 9 disposées en cercle. Les billes 9 sont guidées par une cage 10 conçue de manière telle que ltune de ses faces d'extrémité est contiguë à l'une des bagues 7 du roulement et est pourvue de rainures en forme d'anneau dans lesquelles sont logés des anneaux de glissement 11 et 12. Ces anneaux sont destinés à assurer un contact de glissement contre la bague 7 du roulement pendant la marche, Par conséquent, lorsque le roulement est utilisé dans une application suivant la figure 1 il doit être monté de façon telle que cette face d'extrémité de la cage 10 pourvue d'anneaux de glissement soit tournée vers l'extérieur par rapport à l'arbre 3, afin que la force centrifuge dirigée axialement et agissant sur la cage soit transmise à la bague 7 du roulement par l1intermédiaire desanneaux de glissement 11 et 12. Ces derniers sont, de préférence, fabriqués en un matériau qui présente un faible coefficient de frottement aux points de contact de l'anneau de glissement et de la bague du roulement. L'utilisation d'un matériau s > ynthétique auquel on ajoute du graphite est appropriée. Un tel matériau présente des propriétés auto-lubrifiantes. Afin de répartir 11 effort transmis par les anneaux de glissement de manière à éviter des déformations de la cage et à assurer un bon centrage de cette dernière, il est approprié de disposer un anneau de glissement radialement à l'intérieur du cercle formé par les billes et de placer l'autre anneau de glissement radialement à l'extérieur du cercle formé par les billes, mais on peut également n'utiliser qu'un seul anneau de glissement. I1 n'est pas non plus nécessaire que le ou les anneaux de glissement soient logés dans des rainures prévues dans la cage et glissent contre l'une des bagues du roulement, mais on peut également disposer le ou les anneaux sur le roulement pour assurer le contact de glissement contre une face plane d'extrémité de la cage. I1 est également possible de disposer des anneaux de glissement sur les deux faces d'extrémité de la cage, ce qui améliore encore le centrage de cette dernière. Cette disposition permet d'obtenir également uné bonne étanchéité de sorte que l'intérieur du roulement est protégé contre toute contamination et le lubrifiant est maintenu en place. On a découvert qu'on pouvait encore augmenter la durée de vie du roulement en appliquant aux surfaces de contact des bagues 7 et 8 du roulement un traitement de phosphatation ou un -traitement de surface analogue, suivi dun traitement avec un agent lubrifiant.Ce traitement de surface des chemins de roulement diminue les risques d'usure de contact aux points de contact entre les billes et les chemins de roulement et, dans le cas ou les anneaux de glissement sont disposés pour glisser sur la bague 7 et éventuellement sur la bague 8 du roulement, ce traitement de surface appliqué à la bague ou aux bagues du roulement en contact avec les anneaux de glissement, abaisse davantage encore les pertes par frottement au roulement, On a observé que la phosphatation apportait à une surface une résistance élevée à la corrosion et un t-aii71e coefficient de frottement sur les anneaux de glissement lorsque cette surface était traitée avec un lubrifiant composé d'un mélange d'huile et de bisulfure de molybdène. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparateront à l'homme de l'art. R E V E N D I C A T I O N S 1. Roulement de butée comprenant deux bagues de roulement avec des chemins de roulement se faisant face, plusieurs éléments roulants.disposés en cercle entre les bagues de roulement et prévus pour rouler dans les chemins de roulement, et une cage pour les éléments roulants caractérisé en ce qu'un anneau de glissement transmettant un effort axial est prévu entre une bague de roulement et la face de la cage qui est tournée vers cette bague de roulement afin d'assurer un contact de glissement contre la cage ou contre la bague de roulement. 2. Roulement de butée suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que deux anneaux de glissement sont prévus entre l'une des bagues de roulement et la face de la cage qui est tournée vers cette bague, l'un des anneaux de glissement étant disposé radialement à l'intérieur du cercle formé par les éléments roulants et l'autre étant placé radialement à 1? extérieur du cercle formé par ces éléments roulants 3.Roulement de butée suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ou les anneaux de glissement sont logés dans des rainures prévues dans la face de la cage tournée vers cette bague de roulement et assurent un contact de glissement avec:cette bague de roulement 4. Roulement de butée suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les faces tournées l'une vers l'autre des deux bagues deroulement reçoivent au moins partiellement un traitement de surface qui consiste en une phosphatation suivie d'un traitement avec un lubrifiant. 5. Roulement de butée suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les chemins de roulement des -bagues de roulement reçoivent un traitement de surface qui consiste en une phosphatation suivie d'un traitement avec un lubrifiant. 6. Roulement dt butée suivant la revendication 4 dans lequel le ou les anneaux de glissement assurent un contact de glissement avec l'une des bagues de roulement caractérisé en ce que les faces de la bague de roulement sur lesquelles glissent le ou les anneaux de -glissement, reçoivent un traitement de surface qui consiste en une phosphatation suivie d'un traitement avec un lubrifiant. 7. Roulement de butée suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le lubrifiant se compose d1un mélange d'huile et de bisulfure de molybdène 8. Roulement de butée suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'anneau de glissement est fabriqué en un matériau composé de graphite et d'une résine synthétique,