Brevet FR2663090A1 — publié le 19911213

La présente invention concerne un roulement du type comportant une bague intérieure et une bague extérieure coaxiales entre lesquelles est agencée au moins une rangée d'éléments roulants. Affin d'assurer le montage en rotation d'un organe par rapport à un autre, par exemple d'un arbre de boîte de vitesses de véhicule automobile, il est nécessaire d'interposer des organes intermédiaires entre deux surfaces cylindriques en vis-à-vis. Une des solutions les plus couramment utilisées consiste à utiliser un roulement du type mentionné plus haut. La durée de vie d'un tel roulement est fonction des charges auxquelles il est soumis, du nombre de révolutions qu'il accomplit, de sa vitesse de rotation, etc. Dans le cas d'un roulement. pour une charge donnée, il est connu d'augmenter sa durée de vie en augmentant sa capacité ou en réduisant le nombre de révolutions qu'il accomplit. Pour augmenter la capacité on peut agir sur les composants internes du roulement, c'est-à-dire sur leur matériaux constitutifs, leurs formes ainsi que sur la lubrification du roulement. I1 est également possible de modifier l'encombrement global du roulement. Dans ce dernier cas on peut modifier sa largeur ou sa hauteur radiale, c'est-à-dire la différence entre les diamètres de sa bague intérieure et de sa bague extérieure. L'augmentation de la largeur du roulement permet d'augmenter notablement sa durée de vie mais cette possibilité est le plus souvent limitée du fait des impératifs de montage d'un tel roulement dans un ensemble mécanique d'encombrement global limité tel que par exemple une boîte de vitesses transversale de véhicule automobile. L'accroissement de la hauteur du roulement permet également d-en augmenter la capacité mais dans une moindre mesure. Cette solution est envisageable dans les boîtes de vitesses à faible longueur et à fort entraxe dans lesquelles on dispose de suffisamment de place radiale pour monter des roulements de grand diamètre extérieur. L'augmentation de capacité de tels roulements s'avère néanmoins insuffisante. La présente invention a pour but de proposer un roulement qui, sans présenter un encombrement radial excessif, possède une durée de vie très nettement accrue. Dans ce but l-invention propose un roulement caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bague intermédiaire coaxiale aux bagues intérieure et extérieure, une rangée intérieure d'éléments roulants agencée entre la bague intermédiaire et la bague intérieure et une rangée extérieure d'éléments roulants agencée entre la bague intermédiaire et la bague extérieure Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le roulement comporte des moyens pour contrôler la vitesse de rotation de la bague intermédiaire - les moyens de contrôle comportent un train planétaire d'engrenages dont au moins l'un des planétaires ou le porte-satellites est lié en rotation à l'une des trois bagues du roulement - le planétaire extérieur est relié à la bague extérieure, le planétaire intérieur est relié à la bague intérieure et le porte-satellites est relié à la bague intermédiaire - la bague intermédiaire constitue le portesatellites du train planétaire - I'une au moins des rangées d'éléments roulants comporte une cage de maintien des éléments roulants et au moins I'un des planétaires ou le porte-satellites est relié à cette cage - chacune des deux rangées d'éléments roulants comporte une cage de maintien des éléments roulants, I'un des planétaires étant relié à l'une des deux cages et le porte-satellites étant relié à l'autre des deux cages - le planétaire extérieur est relié à la cage extérieure, le planétaire intérieur est relié à la bague intérieure et le porte-satellites est relié à la cage intérieure - la cage et l'organe du train planétaire qui lui est relié sont réalisés en une seule pièce. D'autres caractéristiques de l~invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un roulement selon l-invention qui assure le montage en rotation d'un arbre tournant dans un carter - la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale, similaire à celle de la figure 1, d'une première variante de réalisation d'un roulement selon l'inven- tion - la figure 3 est une vue latérale partielle de droite du roulement de la figure 2 - la figure 4 est une demi-vue en coupe axiale similaire à celle de la figure 2 d'une seconde variante de réalisation du roulement selon I'invention ; et - la figure 5 est une vue latérale partielle de droite du roulement de la figure 4. On reconnaît à la figure 1 un arbre 10 qui est monté tournant dans un alésage cylindrique 12 d'un carter 14 au moyen d'un roulement 16 réalisé conformé ment aux enseignements de l'invention. Le roulement 16 comporte une bague intérieure 18, une bague intermédiaire 20 et une bague extérieure 22 qui sont coaxiales entre elles. Une rangée intérieure 24 d'éléments roulants 26 est agencée entre la bague intérieure 18 et la bague intermédiaire 20. Une rangée extérieure 28 d'éléments roulants 30 est agencée entre la bague intermédiaire 20 et la bague extérieure 22. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, les éléments roulants 26 et 30 sont des cylindres mais ils pourraient, sans sortir du cadre de l'inven- tion, être remplacé par tout autre élément roulant assurant la même fonction tel que par exemple des billes ou des aiguilles. Le roulement selon l'invention, pour un encombrement radial global déterminé correspondant au diamètre de la bague extérieure 22, est équivalent à deux roulements montés coaxiaux et concentriques l'un dans l'autre, le premier roulement étant constitué par la bague intérieure 18, la rangée intérieure 24 et la bague intermédiaire 20 tandis que le second roulement est constitué par la bague intermédiaire 20, la rangée extérieure 28 et la bague extérieure 22. Chacun des deux roulements a une capacité inférieure à celle qu'aurait un roulement classique à deux bagues qui serait monté dans le même encombrement radial entre l'arbre 10 et l'alésage 12, mais l'ensemble des deux roulements concentriques a une durée de vie beaucoup plus importante du fait de la répartition du nombre de révolutions entre les deux roulements. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 la répartition du nombre de tours accomplis par chacun des deux roulements concentriques dépend essentiellement des frottements existants. En effet si les efforts de friction sont égaux dans les différentes zones de contact des différents composants des roulements, la répartition du nombre de tours est directement fonction des rayons de roulement des différents éléments en contact. On décrira maintenant le mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3 sur lesquelles les mêmes chiffres de référence ont été utilisés pour désigner les éléments identiques à ceux de la figure 1. Conformément à un aspect de l'invention, il est ici prévu des moyens pour contrôler directement la vitesse de rotation de la bague intermédiaire en agissant, dans cet exemple, directement sur cette bague. A cet effet il est prévu un train planétaire 32 constitué par un planétaire intérieur 34 en forme de couronne dentée extérieure monté sur l'arbre 10 auquel il est lié en rotation, au moins un satellite 36 réalisé sous la forme d'un pignon denté dont lwaxe de rotation 38 est solidaire de la bague intermédiaire 20, et d'un planétaire extérieur 40 réalisé sous la forme d'une couronne dentée intérieure liée en rotation au carter 14. Les planétaires intérieur 34 et extérieur 40 sont ainsi respectivement liés en rotation aux bagues intérieure 18 et extérieure 22. Grâce à cet agencement du planétaire 32 on contrôle de manière précise les vitesses relatives des trois bagues 18, 20 et 22 du roulement 16. L'ensemble des composants du train planétaire 32 peuvent être réalisés à très faible coût et par exemple sous forme de pièces en matière plastique. Dans l'ensemble de réalisation représenté aux figures 2 et 3 la bague intermédiaire 20 constitue le porte-satellites du train planétaire 32, ce dernier pouvant bien entendu comporter plusieurs satellites 36.. On décrira maintenant la deuxième variante de réalisation représentée aux figures 4 et 5 sur lesquelles les mêmes chiffres de référence que ceux des figures 2 et 3 ont été utilisés pour désigner des composants identiques ou similaires. Les moyens de contrôle de la vitesse de la bague intermédiaire 20 par rapport aux bagues intérieure 18 et extérieure 22 sont également ici constitués par un train planétaire 32. On retrouve un planétaire intérieur 34 en forme de couronne dentée lié à l'arbre 10. Les éléments de roulement 26 et 30 des deux rangées intérieure 24 et extérieure 28 sont ici montés respectivement dans une cage intérieure 27 et une cage extérieure 31. La cage intérieure 27 constitue le porte-satellite du train planétaire 32, l'axe de rotation 38 du satellite 36 étant réalisé venu de matière, par exemple par moulage, avec une cage en matière plastique 27. Le planétaire extérieur 40 en forme de couronne dentée est ici lié en rotation à la cage extérieure 31 avec laquelle il est également réalisé venu de matière par moulage. L'agencement représenté aux figures 4 et 5 permet de contrôler de manière indirecte les vitesses relatives des trois bagues du roulement. REVENDICATIONS 1. Roulement (16) du type comportant une bague intérieure (18) et une bague extérieure (22) coaxiales entre lesquelles est agencée au moins une rangée d'éléments roulants, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bague Intermédiaire (20) coaxiale aux bagues intérieure et extérieure (22), une rangée intérieure (24) d'éléments roulants (26) agencée entre la bague intérieure (la) et la bague intermédiaire (20) et une rangée extérieure (28) d'éléments roulants (30) agencée entre la bague intermédiaire (20) et la bague extérieure (22). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour contrôler directement ou indirectement la vitesse de rotation de la bague intermédiaire (20). 3 Roulement selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent un train planétaire d'engrenages (32) dont au moins l'un des planétaires (36) ou le porte-satellite est lié en rotation à lune des trois bagues (18, 20, 22) du roulement (16). 4. Roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le planétaire extérieur (40) est relié à la bague extérieure (22), en ce que le planétaire intérieur (34) est relié à la bague intérieure (18) et en ce que le porte-satellites (36) est relié à la bague intermédiaire (20). 5 Roulement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague intermédiaire (20) constitue le porte-satellites du train planétaire (32) 6. Roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que lune au moins des rangées (24, 28) d'éléments roulants comporte une cage (27, 31) de maintien des éléments roulants (26, 30) et en ce que au moins l'un des planétaires (34, 40) ou le porte-satellites (36) est relié à cette cage (27, 31). 7. Roulement selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des deux rangées d'éléments roulants comporte une cage (27, 31) de maintien des éléments roulants, en ce que l'un des planétaires (40) est relié à I'une (31) des deux cages et en ce que le portesatellites (36) est relié à autre (27) des deux cages. 8. Roulement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le planétaire extérieur (40) est relié à la cage extérieure (31), en ce que le planétaire intérieur (34) est relié à la bague intérieure (18) et en ce que le porte-satellites (36) est relié à la cage intérieure (27). 9. Roulement selon I'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la cage (27, 31) et I'organe (36, 38, 40) du train planétaire qui lui est relié sont réalisés en une seule pièce.