Brevet FR2558223A1 — publié le 19850719

ROULEMENT A CAPTEUR D'INFORMATIONS. L'invention concerne un roulement à capteur d'informations qui comprend une bague fixe et une bague tournante présentant des chemins de roulement pour des corps roulants disposés dans une cage de retenue et de positionnement angulaire desdits corps. Les mécanismes constitutifs par exemple des robots industriels, des boîtes de vitesses, variateurs ou ralentisseurs utilisent des roulements à corps roulants qui assurent avec précision la rotation de certains organes de ces mécanismes. Le contrôle-du mouvement de ces organes nécessite des dispositifs extérieurs mécaniques, pneumatiques, électriques ou électroniques qui mesurent notamment une vitesse de rotation et sa variation. La publication FR-A- 1 604 461 décrit un dispositif d'exploration de la vitesse entreWdeux élements en rotation relative qui utilise des pôles tournants et une bobine rendant possible le changement de flux dans le circuit magnétique de la bobine. Ce dispositif est difficilement adaptable à un roulement. La publication FR-A- 2 267 476 décrit un palier à roulement avec détecteur d'usure à capteur disposé entre les bagues extérieure et intérieure du roulement qui est relié à un dispositif de signalisation. Le problème à la base de l'invention réside en la recherche d'un dispositif de montage du capteur d'informations sur un roulement qui ne nécessite aucune modification du roulement pour l'adaptation du capteur. L'invention a également pour objet un roulement associé à un capteur fixé à la bague fixe du roulement devant lequel tourne un anneau codeur fixé à un élément tournant du roulement. Conformément à l'invention, le problème est résolu en ce que la bague fixe du roulement possède une portée de montage du capteur tandis qu'au moins la bague tournante possède une surface de retenue d'un élément codeur disposé en vis-à-vis du capteur. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, les portées de montage du capteur et les surfaces de retenue de l'élément codeur sont constituées par les portées et les gorges de montage des disposés tifs d'étanchéité du roulement. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en référence au dessin annexé dans lequei - la figure 1 est une vue en élévation d'une partie du roulement - la figure2est une vue en coupe axiale du roulement représenté à la figure 1, selon la ligne 2-2 de celle-ci - les figures 3 à 7 représentent des vues en coupe axiales du roulement relatives à des variantes de montage du capteur - les figures 8, 9 représentent des vues en coupe axiales du roulement relatives à une extension du champ d'appli cation de l'invention. En référencedesfigures 1, 2, le roulement représenté possède une bague extérieure 1 et une bague intérieure 2 susceptibles d'être au choix fixe ou tournante en fonction du montage utilisé. Les bagues 1 et 2 possèdent des chemins de roulement pour des corps roulants 3 disposés dans une cage 4 qui en assure la retenue et le positionnement angulaire. Un moyen d'étanchéité 5 est constitué par un anneau 6 monté dans une gorge 11 qui porte des lèpres d'étanchéité 7, 7' en appui axial et radial. L'anneau 6 est solidaire de la bague extérieure l-supposée montée tournante par rapport à l'autre bague 2. Les Ièvres d'étanchéité 7, 7' sont en appui sur une surface d'étanchéité 8 portée par exemple par un déflecteur 9 solidaire de la bague intérieure 2. Selon l'invention, l'une des faces latérales du roulement possède une portée de montage d'un capteur 10 solidarisé avec la bague fixe 2 par emmanchement ou par élasticité. Le capteur 10 peut être formé à titre d'exemple par un condensateur ou par une bobine et directement monté sur la bague non tournante 2 comme représenté aux figures 5 et 6 ou rendu solidaire du déflecteur 9 comme représenté auxwfigures 2, 3, 4, 7. La bague tournante 1 porte une surface de retenue réalisée par une gorge 11 comme représenté sur les figures 3, 6 ou une portée 12 comme représenté sur les figures 2, 4,5,7. La gorge 11 et la portée 12 assurent le maintien d'un disque codeur 13 qui s'étend radialement devant le capteur 10 et qui peut être une partie intégrante de l'anneau 6. Le disque codeur 13 est situé à une distance appropriée du capteur 10 et porte des graduations magnétiques 14 angulairement espacées à la périphérie du disque qui sont montées à défilement devant le capteur correspondant 10 au cours de la rotation de la bague tournante 1. Selon un mode de réalisation, le disque 13 porte des ouvertures de passage du lubrifiant. Lors de la rotation du disque 13 devant-le capteur 10, un signal électrique alternatif est généré en fonction de la vitesse et du pas de la graduation 14. Des sorties de fils sont ménagées dans la partie fixe du roulement afin de pouvoir transmettre et traiter les informations électriques qui donneront la vitesse relative des deux bagues de roulements. Le comptage des impulsions pendant un temps donné permet de la sorte la mesure de la vitesse ainsi qu'une mesure de la position angulaire de la bague tournante 1 par rapport à la bague fixe 2. Afin d'améliorer la précision de la mesure de position de la bague tournante, une deuxième graduation magnétique 14', coaxiale à la graduation 14, équipe le disque codeur et permet à l'aide d'un deuxième capteur un comptage plus précis à la manière d'un vernier. Les pas des graduations peuvent être divers comme montré à la figure 1 (côté gauche ). Les graduations 14, 14' de la figure 1 permettent un comptage binaire. Le nombre de graduations coaxiales du disque 13 codeur peut être supérieur à 2. La précision de la mesure de positionnement peut être accrue en fixant un disposés tif capteur important des éléments capables de générer des signaux de caractéristiques différentes, en lieu et place du deuxième joint ou déflecteur d'étanchéité du roulement. Cet autre dispositif, associé au premier, est capable après traitement des informations. de conférer à l'ensemble du système une très grande performance. Enfin, lé capteur et le disque codeur peuvent être entièrement intégrés à une cartouche joint d'étanchéité 15, 25 dans le but de réaliser un roulement étanche et graissé à vie comme représenté aux figures 7, 9. Sans sortir du cadre de l'invention, il est bien entendu possible d'adapter le capteur aux butées axiales étant sous-entendu que l'élément codeur et -le support du capteur possèderont une configuration cylindrique. Les figures 8, 9 décrivent des roulements à plusieurs capteurs d'informations qui permettent de déceler les mouvements relatifs de leurs divers composants par rapport au mouvement théorique de chacun d'eux dans le but de détecter les anomalies éventuelles de fonctionnement. Les capteurs permettent en particulier de procéder à la mesure de l'angle de contact des corps roulants avec leurs chemins de roulement ; mettre en évidence le glissement non désirés'd'un élément du roulement ; contrôler la précharge d'un ensemble mecanique monté associé à plusieurs roulements ; suivre l'évolution du jeu de fonctionnement du roulement détecter les premiers signes d'une détérioration des chemins de roulement ou des corps roulants. A cet effet, la bague fixe 2 du roulement possède une portée de montage d'un capteur 10 et d'un capteur additionnel 20 montés sur un même déflecteur 9 ou sur deux déflecteurs 9, 9' agencés de part et d'autre du roulement par rapport aux faces latérales opposées de la bague 2. L'élément codeur 13 disposé en vis-à-vis du capteur 10 est retenu par la bague tournante 1 et un élément codeur additionnel 23, disposé en vis-àvis du capteur 20, est porté par la cage 4 ou intégré à la matière constitutive de celle-ci. Le deuxième ensemble capteur 20 - élément codeur 23 permet de déterminer la vitesse relative de la cage 4 par rapport à la bague fixe 2. Selon la figure 9, l'élément codeur 13 est perméable aux signaux émis par l'élément codeur 23 porté par la cage 4. A cet effet, l'élément 13 est formé par un anneau muni de fenêtres devant lesquelles défile l'élément codeur 23 et qui assurent un passage de lubrifiant. REVENDICATIONS 1. Roulement à capteur d'informations qui comprend une bague fixe (2) et une bague tournante (1) présentant des chemins de roulement pour des corps roulants (3) disposés dans une cage (4) de retenue et de positionnement angulaire desdits corps roulants (3), caractérisé par le fait que la bague fixe (2) possède une portée de montage d'un capteur (10) tandis qu'au moins la bague tournante (1) porte une surface de retenue (11, 12) d'un élément codeur (13) disposé en vis-à-vis dudit capteur (10). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague fixe (2) porte une portée de montage d'un capteur additionnel (20) tandis que la cage (4) porte un élément codeur (23). 3. Roulement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément codeur (23)est rapporté ou intégré à la matière constitutive de la cage (4). 4. Roulement selon la revendication 1, comportant un moyen d'étanchéité (5), caractérisé par le fait que les fixations du moyen d'étanchéité (5) et de l'élé- ment codeur (13) sont identiques. 5. Roulement selon llune quelconques des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément codeur possède de manière en soi connue au moins une série de graduations magnétiques (14) angulairement espacées à la périphérie de l'élément qui sont montées à défilement devant un capteur correspondant (10, 20). 6. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé par le fait que le capteur (10, 20) et l'élément codeur sont intégrés au moyen d'étanchéité (15, 25). 7. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 5, 6, caractérisé par le fait que l'élément codeur (13) porte des ouvertures de passage de lubrifiant. 8. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'ensemble capteur (10, 20) et l'ensemble capteur codeur (13, 23) sont disposés de part et d'autre du roulement.