Brevet FR2626631A1 — publié le 19890804

MONTAGE DE PAL.IER A ROULEPMENT AVEC DISPOSITIF CAPTELuR _L'invention concerne Ln montage de palier A roulement avec dispositif capteur du type comportant au mains une bague fixe, une bague tournante, des corps roulants disposês entre lesdites bagues, un élément codeur solidaire en rotation de 5. la bague tournante et un élément capteur d'informations et d'élaboration de signaux maintenu en position par rapport 4 la bague fixe. L'invention concerne plus particulièrement un montage appli- qué à la réalisation d'appareils de mesure de vitesses de rotation d'un organe ou de défilement d'un matériau ainsi qu'au comptage unitaire d'éléments matériels. Les montages connus sont peu fiables du fait quails font appel & des dispositions mécaniques complexes dont la réa- lisation est en outre cofteuse. Il existe donc un besoin de -structures unitaires plus simples permettant de bénalicier de la fiabilité et de la précision de rotation de roulements conventionnels auxquels on associe' des dispositifs capteurs de conception simple. Selon l'invention, le dispositif capteur est constitué d'un élément codeur disposé dans une rainures circulaire pratiqué&e sur la face d'un disque tournant devant un élément capteur fixé sur la face d'un mutre disque {ixe. L'élément codeur peut atre, à titre d'exemple non limitatif, un anneau aimanté multip8les. Dans ce câs, l'élment capteur est une sonde & effet Hall ou une magnéto-résistance, onfcrmément au dispo- sitif capteur décrit dans la publication FR A 2599 794. Avantageusement 1les capteurs seront associés à un circuit électronique de traitement du signal dans le but de réaliser des ensembles prîts A recevoir un connecteur extérieur. Le capteur et son circuit de traitement seront par exemple fixés a un disque formé deune matière plastique mouie% telle qu*une résine époxy portant une prises ou des plots de récep tion d'un conneeteurrn En association avec un roulement, le palier ainsi réalise trouve avantageusement application dans la réalisation de dispositifs tachymétriques pour axes et arbres tournants$ de e. " mesureurs de vitesse de d.filement ou de dispositifs de comp tage unitaire. Salon un mode de réalisation de l'invention, le capteur ou plus généralement le circuit de traitement du signal est supporté par un disque porteur d'un circuit imprimé et de connections débouchant dans une prise de connecteur coaxiale ment au roulement. D'autres caractéristiques et avantages du palier apparaStront à la lecture d'exemples de réalisation de celui-ci en ré{d- rence au dessin annex, dans lequel - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un montage de palier de mesure de vitesse de rotation ou de défilement et de comptage unitaire. - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tachy- mètre faisant application d'un palier conforme & l'invention. 2 -- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une variante de réalisation du tachymètre conForme & la - - - -a......,______ 1- réalisation représentée à la figure 3. - la figure 5 représente une vue en coupe longit:udinale d'un palier a axe tournant conforme & leinvention-. La figure I représente un montage d'application du palier avec dispositif capteur de la vitesse de rotation d'un galet tournant permettant la mesure de la vitesse de défilement d'un matériau en contact avec ledit galet, ou bien le comp- tage unitaire d'éléments à condition que le pourtour exté- rieur du galet soit agencé pour Utre entrain& en rotation par lesdits éléments. - En référence à la figure 12 la bague intérieure fixe 25 du roulement est montée sur un axe creux 26 qui serf de sup- port à l'ensemble du. palier.. La bague intérieure 25 est immobiliséeaxialement entre un anneau d'arrit et contre la face extérieure d'un disque support 28 qui se prolonge axialement par un moyeu 27 disposé coaxialement au roule- ment et dans le plan de ce dernier. Ce moyeu est constitud par une série de languettes flexibles 29 réalisant conjoin- tement une portée et la rétention axiale du disque support 28 par rapport à l'axe 26. La face extérieure du disque support 28 porte l'élément capteur 23 associé lui-mOme à un disque 22 logé dans un lamage alaface extérieure du disque support 28. Le disque 22 peut avantageusement porter un circuit de traitement du signal ou un microprocesseur associés au capteur 23 selon une technique connue de réalisation de circuits à composants électroniques et sa partie centrale porte les raccords d'un connecteur extérieur 24 monté Sur l'axe 26 coaxial audit connecteur et d'un diamètre supérieur au diamètre dudit connecteur. 4 v;!626266i1 La partie tournante du montage est constituée par la bague extérieure 21 tournante sur laquelle prend appui un disque- tournant M0 formant couvercle en appui sur la bague 21 Le disque.30 et la bague 21 sont rendus solidaires par une douille cylindrique 31 dont les bords latéraux sont respectivement sertis sur la bague 21 et le disque 30. La douille cylindrique 1S sert éventuellement de support à des agencements non représentés sur la figure 1. destinés à cooparer avec lorgane ou-le matériau dont on veut meiurer la O10 vitesse de rotation ou de défilement ou bien avec les élé- ments d'nt on veut assurer le coimptage unitaire. Cet agence- ment peut par exemple consister en un bandage en matériau de type élastomêre pour les applications relatives aux mesures de vitesse et de défilement. Dans ce cas, il suffira d'assu rer l1 contact entre. ledit bandage et 1 arbre dont on veut mesurer la vitesse de rotation ou le matériau dont on veut - mesurer la ritesse de déf i ement. Pour le comptage unitaire dêéléments, il suffit de concevoir un bandage dont le profil extérieur est une répétition de profils unitaires tels qu'ils engendrent au passage de chaque él1ment la rotation du palier d'une fraction de tour correspondant au pas de réalisation desdits profile unitaires. La face interne du disque 30 porte une rainure circulaire 19 dans laquelle est moulé l'élément codeur 32 rendu ainsi solidaire en rotation de l'ensemble constitué par la bague extérieure 21 du roulement, le disque 30 et la douille cylindrique 31. En référence à la {igure 2, on a représenté un tachymètre pour arbre tournant dont le roulement matérialisé par ses -bagues 5, 15 est monté sur un moyeu 57 a portée cylindrique -2626631 disposé coaxialement au roulement et -dans le plan de ce - dernier. Le moyeu 37 qui peut Utre'en matière plastique comporte un disque périphérique 353 qui porte sur sa face extérieure l'élément codeur 32 logé dans une rainure. L'élément codeur 32 tourne devant le capteur 33 assc=ié & un deuxième disque 34, ce dernier pouvant avantageusement porter un circuit de traitement du signal ou un microproces- seur associés au capteur 33 comme décrit en référence A la figure 1.. Le disque 34 porte en outre tes-raccords d'un connecteur 47 qui s'étend par exemple dans l'espace ménagé entre deux douilles Cylindriques 42 et 43 Le disque 34 est rendu solidaire de la bague extérieure fixe 5 du roulement par l'intermédiaire des 2 douilles cylindriques 42 et 43 assemblées par rivetage à l'aide de rivets creux- 44 dont l'orifice axial permet d'assurer l'arrSt en rotation de la partie fixe du tachymètre par tout moyen connu. Le moyeu 37 portant l'élément codeur 32 délimite un espace de montage portant le systême de retenue axiale du moyeu.sur l'arbre dont on veut mesurer la vitesse de rotation. Selon la figure 2, la retenue axiale du moyeu 37 sur un arbre non représenté s'effectue par un anneau élastique 35 engagé dans une rainure circulaire 36 intérieure au moyeu. Selon un autre mode de réalisation tel que représenté sur la figure 3, la retenue axiale du moyeu 57 s'opère par l'in- termédiaire d'une douille 39 dont Ie diamètre intérieur est adapté au diamètre de l'arbre dont on veut mesurer la vitesse de rotation. Cette douille, qui porte un anneau élastique tel que décrit précédemment est rendue solidaire du moyeu 37 par l'intermédiaire du filetage 41 vissé dans un taraudage du moyeu 7 ce dernier étant limité axialement par un épaulemment 45 de miss en butée axiale de la douille 39. Selon un autre mode de réalisation tel que représenté sur la figure 4 la douille 39 peut Utre remplacée par un -arbre 40 muni durf +iletage 41 vismé dans le moyeu 37 comme décrit précédemment. L'arbre 40 peut mn outre #tre équipé d'une empreinte 46 de récâption. d'un organe-de vissage. La figure ' représente un montage d'application du palier avec dispositif capteur de vitesse de rotation d'un axe tournant ou bien permettant la mesure de la vitesse de rota- tion d'un organe de transmission' tel que poulie ou roue à engrenages monté A immobilisation sur ledit axe. Le palier con{forme à la figure 5 comporte des bagues exté- rieures fixes immmbiliiees dans une chambre 52 délimitée par un capot cylindrique 53 dans laquelle sont logées les bagues fixes 55 56.d'un roulement à billes et d'un roulement & rouleaux. Les bagues 55 56 sont entretoisées par une douille 57 Un disque fixe 58 qui se prolonge axialement par une couronne en appui sur la bague 55 est muni d'un perçage axial 59 et d'une face intérieure 60 dans laquelle est délimité le logement de l'élément capteur monté sur un disque plan 62. Le disque 62 -porte le circuit imprimé du capteur 63 qui peut Stre associé avanta- geusement uLn circuit de traitement du signal ou & un micro processeur comme décrit précédemment. La partie centrale du disque 62 porte.les raccords d'une prise 64 d'un connec- teur extérieur qui s'étend axialement au travers du disque 58 et du capot S. La partie tournante du palier est constituée par la bague 65 7 2626631 du roulement qui tourne conjointement avec un axe 66 sur lequel elle est montée & ajustage serré et immobilisée axia- lement. L'axe 66 possède un trou borgne dans lequel est smmanché le moyeu 67 d'un disque 68 dont une face s'étend S au contact de la bague 65 du roulement. L'autre face du disque - 68 porte une rainure circulaire 69 dans laquelle est logé un élément codeur 70 monté à déplacement conjoin- tement avec l'axe devant l'élé6ment capteur 63. Dans le but de réduire l'inertie du disque 68 porteur du codeur 70, le moyeu 67 de celui-ci possède une portée cylindrique qui s'étend coaxialement au roulement & bagues , 65 et dans le plan de celui-ci. L'axe cylindrique 66 peut éventuellement servir de support a un agencement non représenté sur la figure 5. Cet agencement consiste par exemple en un organe de transmission, tel que poulie ou roue & engrenage, manté sur ledit axe. Dans ce cas, il sufrfira d'établir, par tous moyens connus, un contact & immobilisation entre l'axe 66 et ledit organe de transmission. Sans sortir du cadre de l'invention, il est bien évident que le dispositif capteur peut Utre de taut type connu. De mime, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisatioan décrit et représenté, donné à titre d'exemple. En particulier, elle englobe les moyens équivalents techni ques des moyens décrits ou leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées dans l'esprit de l'invention ou mises en oeuvre dans le cadre d'une mesure de vitesse de rotation. 8a it626631. EVEND ICAT IONS I Montage de palier a roulement avec dispositif capteur du type comportant au moins une bague (25>,5,55) fixe, une bague C21,l5,65) tournantes des corps roulants dispos*s entre lesdites baguese un alément codeur (32$ 70) soli daire en' rotation de la bague (21,15,65)tournante et un lfment capteur (23 33, 63) solidaire de la bague (25,5, ) fixe1 Caractérisé par le fait que l'&iment codeur la face d'un disque (30, 38 &8) tournant devant l'él- ment c:apteur (23$ 33, 635 fixé sur la face d'un autre disquae (28, 34 62) fixe. 2 Montage selon la revendication t$ caractiris4 par le fait que lVun ou l'autre des él4ments codeur ou capteur se prolongent axialement par un moyeu (27t, 37', 67) portée cylindrique disposé coaxialement au roulement et dans le plan de ce dernier. 3 Montage 'selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le disque (2%8, 34 62) porte capteur un micro-processeur ainsi que les raccords d'un connec- teur (24, 47, 64). 4 Montage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le connecteur (24, 64) est disposé coaxialement au roulement et présente un diamètre inférieur au diamè- tre de la partie fixe du dispositif tel que l'axe (26) ou un capot cylindrique (53). Montage selon la revendication 2> caractérisé par le fait que le moyeu (37) de l"éIément codeur délimite un espace de montage partant un moyen. 35) de retention aaxiale du moyeu. 6 Montage selon 1 'une quelconque des revenîications 2 et , caractérisé par le fait que le moyen de rétention axiale du moyeu est constitué par-un anneau de montage (35) engagé dans -une gorge circulaire du moyeu. 7 Montage selon l une quelconque des revendications 2 et , caractérisé par le fait que le moyen de rétention axiale du.moyeu s'opre par l'intermédiaire d'une douil- le (3) ou d'un arbre (40) portant un filetage {41) vissé dans un taraudage du moyeu, iîmit axcialement par un épaulement (45) de mise en butée des dits douille (39) et arbre (40).