Brevet FR2478758A1 — publié le 19810925

La présente invention concerne les roulements à rouleaux et plus précisément ceux qui comportent des rou- leaux placés entre une enveloppe ou une bague cylindrique externe en forme de coupelle et un arbre. Lorsqu'un roulement à rouleaux doit être utilisé dans des conditions pouvant provoquer une contamination, il est souhaitable qu'il comporte un joint destiné à empê- cher la pénétration des impuretés par l'extrémité axiale ouverte du roulement, et on a déjà proposé à cet effet un certain nombre de joints. Cependant, leur incorporation à un roulement est coûteuse car elle nécessite des opérations spéciales de montage, par exemple le bordage à froid d'une lèvre d'extrémité de l'enveloppe du roulement afin que le joint soit maintenu en position après son montage dans l'enveloppe. Comme cette dernière doit être trempée avant l'introduction des roulements et le montage du joint, il faut que la lèvre ne soit pas trempée ou subisse ultérieu- rement un traitement thermique réduisant sa dureté. En conséquence, on évite souvent l'utilisation des roulements étanches lors la fabrication d'éléments en grandes sé- ries, par exemple dans l'industrie automobile, au risque de réduire la durée d'utilisation des roulements non étanches actuellement utilisés. L'invention remédie aux inconvénients précités par suppression des étapes supplémentaires de montage et des dispositifs de montage de joints axiaux d'extrémité sur des roulements à rouleaux, par mise en oeuvre d'un joint d'é- tanchéité qui peut être placé dans une bague ou une enve- loppe de roulement provenant d'une presse sous forme termi- née, prête à être utilisée après traitement thermique, par mise en oeuvre des procédés classiques actuels de fabrica- tion en grandes séries. Un roulement étanche à rouleaux selon l'invention comporte une enveloppe destinée à loger un arbre et ayant une lèvre retournée d'extrémité qui entoure une première extrémité ouverte, des rouleaux placés entre l'enveloppe et l'arbre et un joint disposé à l'extrémité ouverte de l'enveloppe, le joint étant formé d'un corps annulaire élastomère dont la surface périphérique externe a une ca- vité en direction radiale, vers l'intérieur, entre ses ex- trémités axiales afin qu'une gorge annulaire soit délimitée pour le logement de la lèvre axiale de l'enveloppe, l'une des parties axiales d'extrémité, destinée à pénétrer dans l'enveloppe, ayant une configuration tronconique ou de dia- mètre diminuant de façon analogue afin que le passage de l'extrémité du corps au-delà de la lèvre soit facile lorsque le joint est enclenché sur la lèvre. Le joint d'étanchéité contenu dans le roulement selon l'invention est ainsi monté et mis en position sur une lèvre d'extrémité axiale existant déjà sur l'enveloppe, lorsque les rouleaux ont été mis en place, si bien que la conservation d'une enveloppe qui n'est pas totalement ter- minée jusqdà la mise en place et le serrage ultérieursdu joint peut être évitée.- L'enveloppe du roulement a de préférence une forme de coupelle et l'arbre est habituellement un tourillon. Le cas échéant, l'enveloppe peut être légèrement modifiée afin que le montage du joint dans celle-ci soit facilité, la lèvre de l'enveloppe se terminant radialement à l'extérieur du cercle des centres des rouleaux si bien que la dimension radiale de la lèvre est réduiteet l'alé- sage délimité par la lèvre a un diamètre accru. Le diamètre interne du corps ou du joint est avantageusement choisi de manière que le joint puisse glis- ser librement sur l'arbre, afin que le joint ne risque pas d'être poussé à l'intérieur de l'enveloppe lorsque le rou- lement est monté sur l'arbre. L'extrémité axiale interne de diamètre réduit du corps du joint peut porter une rondelle de matière plus dure, par exemple d'acier trempé, constituant une butée axiale pour les rouleaux lors de l'utilisation du roulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant au dessin annexe sur lequel: - la figure 1 est une axiale d'une partie d'un rou- lement à rouleaux contenant un joint selon l'invention; et - les figures 2 à 4 sont des coupes partielles analogues de variantes de l'invention. Les roulements représentés sur les dessins sont destinés à des joints de cardan et ils ont chacun une bague externe ou enveloppe 10 sous forme d'une coupelle emboutie dans un feuillard d'acier et ayant une extrémité axiale fer- mée 12. L'enveloppe 10 a une forme cylindrique et elle con- tient plusieurs rouleaux 14, qu'on peut aussi appeler "ai- guilles", répartis le long de sa surface cylindrique inter- ne. Lors de l'utilisation, le roulement est monté sur l'un de quatre tourillons 16 d'un organe cruciforme intermédiaire 18 du joint de cardan, l'enveloppe 10 étant destinée à se loger dans l'alésage d'une branche de la fourche ou d'un organe fourchu (non représenté) du joint. Comme indiqué sur la figure 1, l'extrémité axiale ouverte de l'enveloppe 10 est mise sous forme d'une lèvre 20 dirigée radialement vers l'intérieur avant que l'envelop- pe soit soumise à une opération classique de trempe. Se- lon l'invention, l'entrée de saletés et d'autres impuretés par l'espace compris entre la lèvre 20 et le tourillon 16, estévitée à l'aide d'un joint annulaire élastomère 22 ayant un corps annulaire 24 qui, entre ses extrémités axiales, a, à sa périphérie externe, une gorge ou cavité 26 pénétrant radialement vers l'intérieur et permettent au joint 22 de se loger dans l'alésage entouré par la lèvre 20, celle-ci se logent dans la gorge 26. Le montage du joint 22 sur l'enveloppe 10 après l'introduction des rouleaux 14 dans l'enveloppe est facilité par réduction du diamètre externe de l'extrémité interne du corps 24 et par réalisation de cette extrémité interne sous une forme tronconique comme indiqué par la référence 28. La gorge 26 placée derrière l'extrémité tronconique 28, peut avoir une cavité annulaire plus profonde en direction radiale, permettant à l'ex- trémité 28 de se déplacer légèrement, aussi bien radialement qu'axialement, lorsque le joint est repoussé dans l'envelop- pe 10. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le trou central du joint 22 est cylindrique et il coulisse li- brement sur le tourillon 16, si bien qu'il n'y a pas de contact radial entre la périphérie interne du joint et le tourillon 16 lorsque le roulement est monté sur l'organe cruciforme 18, tant que le joint n'a pas rencontré une par- tie élargie 17 du tourillon, à proximité d'un épaulement 36 de l'organe cruciforme 18. De cette manière, le joint 22 ne risque pas d'être poussé dans l'enveloppe pendant le montage. Le joint 22 peut ainsi se loger dans la partie 17 et contre l'épaulement 36 et un congé arrondi 19 formé entre la partie 17 et l'épaulement 36. - On peut aussi utiliser d'autres modes de réalisa- tion, représentés sur les figures 2, 3 et 4. Sur la figure 2, la périphérie interne du joint 22 est représentée avec une forme telle qu'il s'emmanche sans jeu autour de la par- tie élargie 17 du tourillon 16 près-de l'épaulement 36 de l'organe 18, tout en pouvant glisser librement sur le tou- rillon 16. La figure 3 représente un organe cruciforme 18 dans lequel la partie 17 n'est pas élargie et il y a sim- plement un congé 19 au niveau du raccord du tourillon 16 et de l'épaulement 36 de l'organe 18, le joint 22 ayant une forme permettent sa coopération avec le congé mais pou- vant glisser librement sur le tourillon. La figure 4 repré- sente une lèvre 37 d'étanchéité dirigée radialement vers l'intérieur et destinée à accroître l'effet d'étanchéité, sans empêcher Notablement le glissement du joint le long du tourillon lors du montage. Le diamètre externe du joint, à l'extrémité axia- lement externe, est supérieur au diamètre externe de l'ex- trémité interne, dans tous les modes de réalisation repré- sentés, afin que le joint ne risque pas d'être repoussé à l'intérieur de l'enveloppe 10 lors du montage sur le tou- rillon 16. Une butée axiale destinée à permettre le roulement libre des rouleaux 14, même lorsqu'ils viennent au contact du joint, bien qu'elle ne soit pas toujours nécessaire, suivant la matière du joint 22, est avantageusement dispo- sée par montage, à l'extrémité axialement interne 28 du joint, d'une rondelle annulaire 32 d'acier trempé. Cette rondelle 32 est de préférence formée par un flasque axial 34 du joint 22 afin que la rondelle soit maintenue en posi- tion àla fois axialement et radialement par rapport au joint. Un avantage des modes de réalisation représentés est que l'enclenchement élastique du joint sur l'enveloppe évite la formation de la lèvre 20 après la trempe de l'enveloppe, une disposition contraire nécessitant soit le maintien de la lèvre à l'état non.trempé, soit un traite- ment ultérieur de réduction de dureté. Le joint 22 est formé d'un caoutchouc résistant aux huiles, de préférence d'un caoutchouc de néoprène. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Roulement étanche à rouleaux, du type qui comporte une enveloppe (10) destinée à loger un arbre (16) et ayant une lèvre retournée (20) qui entoure une extrémité ouverte, des rouleaux (14) disposés entre l'enveloppe et l'arbre, et un joint (22) placé à l'extrémité ouverte de l'enveloppe, ledit roulement étant caractérisé en ce que le joint est un corps annulaire élastomère dont la surface périphérique externe a une cavité dirigée radialement vers l'intérieur entre ses extrémités axiales, afin que le corps délimite une gorge annulaire (26) destinée à loger la lèvre (20) de l'en- veloppe (10), le corps ayant une extrémité axiale (28) des- tinée à pénétrer dans l'enveloppe (10) et de forme tronco- nique ou de diamètre diminuant vers l'extérieur, afin que le passage de l'extrémité du corps au-delà de la lèvre soit facile lorsque le joint est enclenché élastiquement sur la lèvre. 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lèvre (20) d'extrémité de l'enveloppe se termine en direction radiale à l'extérieur du cercle passant par les centres des rouleaux. 3. Roulement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la gorge annulaire (26) a une cavité annulaire qui facilite le fléchissement de l'extrémité axia- le interne du corps. 4. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une rondelle de bu- tée (32) montée à l'extrémité interne (28) du corps et des- tinée à être en butée contre les extrémités des rouleaux. 5. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre externe du corps (22) à son extrémité axiale externe est supérieur au diamètre de son extrémité axiale interne (28). 6. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) a une forme de coupelle. Roulement selon l'une quelconque des revendications 7. 2&78758 1 à 6, caractérisé en ce qu'un arbre (16) se loge dans le roulement et le diamètre interne du corps (22) est tel que Jecorps peut glisser librement en direction axiale sur l'arbre. 8. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre (16) est l'un des qua- tre tourillons d'un organe intermédiaire cruciforme (18) d'un joint de cardan, et le raccord entre le tourillon et un épaulement (36) formé sur un corps de l'organe cruci- forme forme un congé, le corps (22) du joint se logeant en direction axiale contre l'épaulement. 9. Roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps (22) du joint prend appui en direction axia- le contre le congé et en direction radiale sur la partie du tourillon qui est adjacente au congé. 10. Roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps (22) du joint a une lèvre d'étanchéité (37) dirigée vers l'intérieur et placée en appui contre la partie du tourillon qui est adjacente au congé. 11. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le corps (22) du joint est formé de caoutchouc.