Brevet FR2549174A1 — publié le 19850118

La présente invention est relative aux roulements à rouleaux ou à billes précontraints et se rapporte plus particulièrement aux roulements bicâniques de ce type. On connaît déjà des roulements précontraints 5 radiaux Il s'agit en particulier des roulements "Deltaflex" décrits au brevet N 2 193 443 appartenant à la Demanderesse. Ces roulements ont pour qualités essentielles de ne pas présenter de jeu et de comporter un élé10 ment amortisseur de vibrations. L'invention vise à créer un roulement du type précontraint, qui puisse assurer des fonctions simultanées de maintien radial et axial tout en conservant les qualités précitées. De tels roulements seraient particulièrement utiles pour le montage de certaines colonnes de direction de véhicules automobiles. L'invention a donc pour objet un roulement précontraint comportant une bague intérieure, une 20 bague extérieure, et deux séries d'éléments de roulement interposés entre les bagues intérieure et extérieure, caractérisé en ce que l'une desdites bagues comporte deux pistes constituées par des pièces annulaires disposées chacune en regard d'une piste 25 correspondante prévue sur l'autre bague, lesdites pièces annulaires étant maintenues contre les éléments de roulement des deux séries sous l'action d'au moins une pièce élastique comprimée dans un boîtier en tôle complètant la bague qui comporte les pistes consti30 tuées par les pièces annulaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue partielle en coupe d'un premier mode de réalisation du roulement précontraint suivant l'invention; la Fig 2 est une vue partielle, en coupe d'une variante du roulement de la Fig 1; et la Fig 3 est une vue partielle en coupe d'un autre mode de réalisation du roulement précontraint suivant l'invention. la Fig 4 est une vue partielle en coupe d'un roulement précontraint suivant l'invention dans lequel la précontrainte est obtenue sur la bague intérieure. la Fig 5 est une vue partielle en coupe 15 d'un roulement précontraint suivant l'invention dont l'une des séries d'éléments de roulement forme une butée axiale plane. Le roulement représenté à la Fig 1 comporte une bague intérieure 1 pourvue d'un alésage central 2 20 pour le montage du roulement sur un arbre ou analogue. Sur sa surface externe, la bague intérieure 1 comporte deux pistes tronconiques 3 et 4. Les grandes bases des deux pistes 3 et 4 sont disposées en regard l'une de l'autre tandis que 25 leurs petites bases sont prolongées chacune par un rebord annulaire cylindrique 5,6. Dans le mode de réalisation de la Fig 1, les pentes des deux pistes 3 et 4 sont égales et opposées. Sur chacune des pistes tronconiques 3 et 4 30 est disposée une série de rouleaux 7,8 maintenus respectivement par des cages 9,10 également tronconiques. Avec la bague intérieure 1 et les deux séries de rouleaux 7 et 8, coopère une bague extérieure 11 qui est constituée de deux pièces annulaires troncôniques 12,13 de pentes identiques à celles des pi- tes 3 et 4 correspondantes de-la bague intérieure 1. Par leur surface intérieure, les pièces annulaires 12,13 prennent appui respectivement sur les éléments de roulement 7,8 tandis que leurs surfaces 5 extérieures sont en contact chacune avec un anneau en élastomère 14,15, le tout étant monté dans un boitier de tôle 16 et comprimé au montage de façon que les anneaux en élastomère 14,15 assurent d'une part la précontrainte du roulement et jouent d'autre part le 10 rôle d'amortisseurs de vibrations lors du fonctionnement du roulement. Les anneaux 14 et 15 sont disposés dans les zones du boitier extérieur 16 définies par la jonction des faces d'extrémité et de la surface latérale du 15 boitier, ce qui permet aux anneaux d'exercer sur les pièces annulaires 12,13, des efforts de précontrainte de direction moyenne normale à la surface des pièces annulaires. Les cages 9 et 10 de maintien des deux sé20 ries de rouleaux 7 et 8 présentent à leurs extrémités des chanfreins 17,18 qui permettent leur libre déplacement par rapport aux rebords 5 et 6 de la bague intérieure 1 et à la surface latérale du boitier 11. Le roulement représenté à la Fig 2 diffère 25 de celui de la Fig 1 en ce que la pièce annulaire 13 qui coopère avec la série de rouleaux 8 est ici constituée par une partie tronconique 20 du boitier extérieur 21 Par ailleurs, on voit que le roulement de la Fig 2 ne comporte qu'une seule pièce annulaire en 30 élastomère 14 assurant la précontrainte du roulement par action directe sur la pièce tronconique 12 qui coopère avec la série de rouleaux 7 et la piste 3 de la bague intérieure 1, cette précontrainte étant transmise par la surface latérale du boitier 21 à la partie tronconique 20 de celui-ci pour S exercer également sur les rouleaux 8 qui prennent-appui sur l'autre piste 4 de la bague intérieure 1. Le roulement représenté à la Fig 3 diffère 5 des roulements qui viennent d'être décrits en ce que ses éléments de roulement sont constitués par des billes Il comporte une bague intérieure 25 pourvue d'un alésage central 26 Sur sa surface externe, la bague intérieure 25 comporte deux pistes de roulement 27 et 10 28, en forme de cuvettes annulaires pour des séries de billes 29,30 correspondantes Les billes 29,30 sont respectivement appliquées contre les pistes 27 et 28 par des pièces annulaires en forme de portion de tore 31,32 sous l'action d'anneaux en matière élastique 15 33,34 comprimés dans un boitier extérieur 35, l'ensemble étant précontraint au montage et formant avec les pièces annulaires 31,32 et les anneaux élastiques 33,34, la bague extérieure 36 du roulement. Comme dans le cas de la Fig 1, les anneaux 20 élastiques 33,34 sont montés dans les zones du boitier définies par la jonction de ses parois d'extrémité et de sa paroi latérale, ce qui leur permet -d'exercer sur les pièces annulaires 31,32 des efforts de précontrainte dirigés vers le centre de la bague 25 intérieure. Le roulement représenté à la Fig 4 diffère des roulements décris en référence aux Fig 1 à 3 en ce que c'est sa bague extérieure 40 qui comporte sur sa face interne deux pistes tronconiques 41, 42 dont 30 les petites bases sont disposées en regard l'une de l'autre et dont les grandes bases sont prolongées chacune par un rebord annulaire cylindrique 43, 44 Ici encore, les pentes des deux pistes 41 et-42 sont égales et opposées. Sur chacune des pistes est disposée une série de rouleaux 45, 46 maintenus respectivement par des cages 47, 48 également tronconiques. Avec la bague extérieure 40 et les deux sé5 ries de rouleaux 47, 48, coopère une bague intérieure 50 qui est constituée de deux pièces annulaires tronconiques 51, 52 de pentes identiques à celles des pistes 41, 42 correspondantes de la bague extérieure 40. Par leur surface extérieure, les pièces annulaires 51, 52 prennent appui respectivement sur les rouleaux 45, 46 tandis que leurs surfaces intérieures sont en contact chacune avec un anneau en élastomère 53, 54, le tout étant monté sur un mandrin en tôle 55 15 formant boitier de la bague intérieure et comprimé au montage de façon que les anneaux en élastomère 53, 54 assurent comme dans les modes de réalisation précédemment décrits la précontrainte du roulement et l'amortissement des vibrations lors du fontionnement 20 du roulement. Les anneaux en élastomère 53, 54 sont disposés dans les régions de la jonction de l'âme 56 du mandrin 55 avec ses collerettes d'extrémité 57 de sorte qu'ils exercent sur les pièces annulaires 51, 52 25 des efforts de précontrainte dirigés vers le centre de la bague extérieure 40. Dans les modes de réalisation décrits en référence aux Fig 1,2 et 4, les pistes tronconiques pour les deux séries de rouleaux ont des pentes égales 30 et opposées. On peut cependant réaliser des roulements de ce type dont les pistes tronconiques auraient des pentes différentes l'une de l'autre. Le roulement représenté à la Fig 5 bien que de construction analogue à celui de la Fig l, constitue une butée axiale-radiale combinée à prépondérance axiale. Il comporte une bague intérieure 60 pourvue 5 d'un alésage central 61 Sur sa surface externe, la bague intérieure 60 comporte une piste tronconique 63 analogue aux pistes de la bague interne du roulement de la Fig 1 et une piste annulaire plane 64 perpendiculaire à l'axe de la bague intérieure. Sur chacune des pistes 63 et 64 est disposée une série de rouleaux 65,66 maintenus respectivement par une cage tronconique 67 et par une cage annulaire plane 68. Avec la bague intérieure 60 et les deux 15 séries de rouleaux 65,66, coopère une bague extérieure 69 qui est constituée de deux pièces annulaires 70,71. La pièce 70 est tronconique tandis que la pièce 71 située en regard de la piste 64 est plane. Les surfaces extérieures des pièces annulai20 res 70,71 sont en contact chacune avec un anneau en élastomère 72,73. L'ensemble est monté dans un boîtier de tôle 74 et comprimé au montage. Le fait que le roulement qui vient d'être 25 décrit comporte une série de rouleaux 66 s'étendant radialement confère au roulement des propriétés de butée axiale accrues par rapport aux autres modes de réalisation décrits en référence aux Fig 1,Z et 4. Les efforts radiaux sont supportés par la 30 partie tronconique du roulement formée par les pistes 63,70 et les rouleaux 65. Dans le mode de réalisation de la Fig 5, la piste de la bague extérieure de la partie du roulement formant butée axiale est constituée par une pièce annulaire plane entre laquelle et le boîtier est inte- posé un anneau en élastomère. Cette piste peut également être formée par une partie radiale du boitier avec laquelle les rouleaux 66 sont directement en contact. On voit que grâce à l'incorporation dans les roulements qui viennent d'être décrits d'au moins un anneau élastique comprimé au montage par le boitier du roulement, on obtient de façon simple et peu coûteuse, une précontrainte du roulement et de ce fait, la 10 suppression de tout jeu radial et axial. Par ailleurs, la présence du ou des anneaux en élastomère permet d'obtenir un amortissement des vibrations lors du fonctionnement du roulement. REVENDICATIONS 1 Roulement précontraint comportant une bague intérieure ( 1; 25; 50; 60), une bague extérieure ( 11; 36; 40; 69), et deux séries d'éléments de roulement ( 7,8; 29,30; 45,46; 65,66) interposés entre les bagues intérieure et extérieure, caractérisé en ce que l'une desdites bagues ( 11; 36; 50; 69) comporte deux pistes ( 12,13; 12,20; 31,32; 51,52; 70,71) constituées par des pièces annulaires disposées chacune en regard d'une piste correspondante ( 3,4; 27,28; 41,42; 63,64) prévue sur l'autre bague ( 1; 25; 40; 60), lesdites pièces annulaires étant maintenues contre les éléments de roulement des deux séries sous l'action d'au moins une pièce élastique ( 14,15; 33,34; 53,54; 72,73) comprimée dans un boitier ( 16; 21,35; 51; 74) en tle complétant la bague qui comporte les pistes constituées par les pièces annulaires. 2 Roulement précontraint suivant la revendication 1, du type à rouleaux, caractérisé en ce que 20 les deux pièces annulaires ( 12,13; 51,52) formant les pistes de l'une des bagues sont tronconiques et appliquées chacune par un anneau en élastomère ( 14,15; 53,54) contre les rouleaux ( 7,8; 45 46) disposés respectivement dans des cages tronconiques 2 S t 910 47 48) les pistes de roulement ( 3,4; 41,42) des rouleaux prévues sur l'autre bague ( 1; 40} étant également des pistes tronconiques de conicités correspondantes à celles des pièces annulaires ( 12,13; 51 52) coopérant avec elles. 3 Roulement précontraint suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux pièces annulaires ( 12,13) forment les pistes de la bague extérieure ( 11), et sont disposées chacune en regard d'une piste correspondante ( 3,4) prévue sur la bague interieure ( 1), les pièces annulaires étant appliquées chacune contre les rouleaux ( 7,8) par un anneau en élastomère ( 14,15) précontraint dans un boitier extérieur ( 16). 4 Roulement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux pièces annulaires ( 51,52) forment les pistes de la bague intérieure ( 50) et sont disposées chacune en regard d'une piste correspondante ( 41,42) prévue sur la bague extérieure ( 40), les pièces annulaires étant appliquées chacune contre les rouleaux ( 45,46) par un anneau en élastomère ( 53,54) précontraint dans un boitier intérieur ( 55). Roulement précontraint suivant la reven15 dication 1, du type à rouleaux, caractérisé en ce que la bague extérieure comprend des pistes ( 12,20) respectivement constituées par une pièce annulaire ( 12) tronconique appliquée par un anneau en élastomère ( 14) contre les rouleaux ( 7) disposés dans une cage 20 tronconique ( 9) et par une portion tronconique d'un boitier extérieur ( 21), appliquée contre les rouleaux ( 8) correspondants également disposés dans une cage tronconique ( 10) sous l'effet de la précontrainte exercée par l'anneau en élastomère ( 14) et transmise 25 par le boitier extérieur ( 21),la bague intérieure ( 1) comportant des pistes de roulement ( 3,4) également tronconiques de conicités correspondantes à celles de la pièce annulaire ( 12) et de la portion tronconique ( 20) du boitier extérieur ( 21). 6 Roulement précontraint suivant la revendication 4 du type à billes, caractérisé en ce que la bague extérieure ( 36) comprend deux pistes ( 31, 32) constituées par des pièces annulaires creuses en forme de portions de tore appliquées chacune par un anneau en élastomère ( 33,34) contre les billes ( 29,30) disposées respectivement dans des pistes de roulement ( 27, 28) en forme de cuvettes annulaires, ménagées dans la bague intérieure ( 25). 7 Roulement précontraint suivant la revendication 1, dont l'une des séries d'éléments de roulement forme une butée axiale plane,caractérisé en ce que les pistes de la bague extérieure ( 69) sont respectivement constituées par une pièce annulaire 10 tronconique ( 70) appliquée contre les rouleaux ( 65) disposés dans une cage tronconique ( 67) et par une pièce annulaire plane ( 71) appliquée contre les rouleaux ( 66} correspondants disposés dans une cage annulaire plane ( 68), la bague intérieure ( 60) 15 comprenant une piste de roulement tronconique ( 631 de conicité correspondant à celle de la pièce annulaire tronconique ( 70) et une piste de roulement plane ( 64) située en regard de ladite pièce annulaire plane ( 71) et perpendiculaire à l'axe de la bague intérieure. 8 Roulement précontraint suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce annulaire plane est constituée par une pièce ( 71) distincte du boitier ( 74) du roulement ou bien par une partie de la surface d'extrémité dudit boitier située 25 en regard de ladite piste de roulement plane ( 64) de la bague intérieure. 9 Roulement précontraint suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la pièce annulaire tronconique ( 70) est appliquée contre les 30 rouleaux correspondants ( 65) par un premier anneau en élastomère ( 72) et en ce que la pièce annulaire plane ( 71) étant formée par une pièce distincte du boitier ( 74) elle est appliquée contre les rouleaux ( 66) correspondants par un second anneau en élastomère ( 73). 1 1 Roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ou les anneaux élastiques ( 14,15; 33,34; 53,54; 72,73) sont logés dans la ou les zones du boitier ( 16; 21; 35; 50; 74) 5 délimitées par la jonction de la ou des parois d'extrémité et de la paroi latérale du boitier.