Brevet FR2694610A1 — publié le 19940211

i Procédé de contrôle de l'état d'usure d'un roulement, et roulement correspondant. L'invention concerne le contrôle de l'état d'usure d'un roulement, en particulier un roulement d'orientation. Un roulement comporte habituellement deux bagues mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'éléments roulants, tels que des rouleaux ou des billes, disposés dans un chemin (ou piste) de roulement ménagé entre les deux bagues Ce chemin de roulement est généralement rempli de graisse afin de limiter les frottements entre les différents éléments du roulement. Néanmoins, au fur et à mesure de l'utilisation d'un tel roulement, le chemin de roulement s'use, ce qui peut conduire à terme à des avaries Une solution pour contrôler l'état d'usure des roulements consiste à analyser le taux de particules métalliques contéenues dans la graisse, qui proviennent notamment de l'usure du chemin de roulement. Or le prélèvement d'un échantillon de graisse s'avère parfois mal commode, notamment dans les roulements dits d'orientation, c'est-à- dire des roulements habituellement de grande dimension (de l'ordre de l'un à six mètres de diamètre), tels que ceux montés par exemple entre le châssis fixe et le châssis mobile d'une grue, et qui permettent ainsi l'orientation de la grue. Il n'est bien sûr pas envisageable de démonter un tel roulement pour prélever un tel échantillon de graisse La seule solution connue à ce jour, consiste alors à prélever un peu de graisse ayant débordé à l'extérieur des joints d'étanchéité disposés entre les deux bagues et fermant l'entrefer. Or, outre le fait qu'il peut déjà être difficile d'accéder dans la zone des joints d'étanchéité, il s'avère qu'un tel échantillon de graisse ne fournit qu'une information datée avec un retard temporel conséquent En effet, il peut s'écouler entre six mois et un an, selon les types de roulements d'orientation utilisés, pour que de la graisse usagée chemine depuis le chemin de roulement jusqu'au joint d'étanchéité, et ce en raison de la distance et du trajet sinueux séparant les éléments roulants des joints d'étanchéité, et des différents obstacles à franchir Aussi, le prélèvement de graisse à un instant donné ne fournit une information sur l'état de l'usure du roulement que celui-ci présentait six mois ou un an avant cet instant Par ailleurs, même si après ce prélèvement, on injectait à nouveau de la graisse propre pour vérifier l'information d'usure, il faudrait encore attendre six mois à un an pour pouvoir confirmer les résultats du premier prélèvement. En outre, un autre inconvénient de cette méthode, réside dans le fait que la graisse prélevée à l'extérieur des joints d'étanchéité peut être polluée par des agents polluants ne provenant pas directement du chemin de roulement Dans ce cas, l'analyse d'un tel échantillon de graisse peut être faussée et donner une information erronée sur l'état du roulement. L'invention vise à apporter une solution plus satisfaisante à ces problèmes. Elle a pour but de proposer un prélèvement de graisse qui soit aisé à réaliser, fournissant une information datée beaucoup moins retardée temporellement que dans les solutions actuelles. Un autre but de l'invention est de fournir un prélèvement de graisse qui soit effectivement représentatif de l'usure du roulement. L'invention a donc pour objet un procédé de contrôle de l'état d'usure d'un roulement, en particulier d'un roulement d'orientation, comportant deux bagues mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'éléments roulants disposés dans un entrefer ménagé entre les deux bagues et contenant une substance de graissage, comprenant un prélèvement d'une partie de la substance de graissage directement au niveau de l'entrefer en vue de son analyse ultérieure. Dans le cas o le roulement est un roulement d'orientation, celui- ci travaille habituellement plus fréquemment dans certaines positions d'orientation prédéterminées De ce fait, l'usure du chemin de roulement peut ne pas être uniforme De ce fait, la concentration de particules métalliques dans la substance de graissage n'est pas identique en tout point de la circonférence du chemin de roulement Il est alors avantageux d'effectuer des prélèvements à des endroits choisis différents de l'entrefer. L'invention a également pour objet un roulement, en particulier un roulement d'orientation, comportant deux bagues mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'éléments roulants disposés dans un entrefer ménagé entre les deux bagues et susceptibles de contenir une substance de graissage; selon une caractéristique générale de l'invention, ce roulement comporte au moins un orifice traversant ménagé directement au sein d'une région prédéterminée de l'une au moins des deux bagues pour déboucher au niveau de l'entrefer, ainsi qu'un élément creux inséré de façon amovible dans ledit orifice et possédant une ouverture d'extrémité située à l'intérieur dudit orifice à une distance choisie de l'extrémité de cet orifice débouchant dans l'entrefer; cet élément creux est alors susceptible d'emmagasiner une partie de ladite substance graisseuse lors du mouvement des éléments roulants. Afin d'éviter notamment qu'un bouchon de graisse sèche n'obstrue l'orifice traversant, il est avantageux que ladite distance soit choisie inférieure ou égale au diamètre de l'orifice traversant. Par ailleurs, la région de la bague dans laquelle est ménagée l'orifice est de préférence une région de contraintes mécaniques minimales. L'élément creux est avantageusement réalisé en un matériau non métallique, afin notamment de ne pas fausser l'analyse ultérieure; par ailleurs, selon un mode de réalisation, il comporte un tube creux susceptible de recevoir la substance de graissage par son ouverture d'extrémité, et possède à son autre extrémité, une paroi communiquant avec l'extérieur de l'élément creux par un passage étroit. Notamment lorsque le roulement est un roulement d'orientation, il est particulièrement avantageux que celui-ci comporte une pluralité d'orifices traversants ménagés dans l'une au moins des deux bagues, associés respectivement à pluralité d'éléments creux amovibles, et répartis à des endroits choisis sur le pourtour de la ou des bagues correspondantes. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après relative à des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un premier mode de réalisation d'un roulement selon l'invention, la figure 2 représente un élément creux d'un roulement selon l'invention et, les figures 3 à 6 représentent des coupes axiales partielles d'autres modes de réalisation de roulements selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un roulement comportant une bague extérieure en deux parties 2, 3 Cette bague extérieure est dans cet exemple directement boulonnée sur le châssis mobile d'une grue alors que la bague intérieure 4 du roulement est alors fixée directement sur le châssis fixe Ces deux bagues sont séparées l'une de l'autre par un entrefer 5 et comportent dans ce cas trois pistes de roulement 6, 7 et 8 La piste axiale supérieure 6 est préVue pour des éléments roulants 9 tels que des rouleaux disposés dans une cage 11. La piste axiale inférieure 7 est également prévue pour des rouleaux inférieurs 10 disposés dans une cage 12 La piste intermédiaire radiale 8, située entre les pistes inférieure et supérieure, est prévue également pour des rouleaux 13. Des orifices de graissage (non représentés sur cette figure à des fins de simplification) sont régulièrement réparties sur le pourtour de la bague extérieure et débouchent dans l'entrefer 5 pour permettre l'introduction dans ce dernier d'une substance de graissage, également non représentée ici à des fins de simplification Afin de contenir cette graisse à l'intérieur de l'entrefer, des joints d'étanchéité supérieur 14 et inférieur 15 sont prévus. Dans la bague extérieure sont ménagés deux orifices traversants 16 et 17 débouchant d'une part à l'extérieur de cette bague et, d'autre part, dans l'entrefer 5 au niveau respectivement des pistes supérieure 6 et inférieure 7 Chaque orifice traversant, par exemple l'orifice 16, comporte un évidement 18, par exemple d'un diamètre de 40 mm, prolongé par un alésage cylindrique comportant une partie taraudée 19 suivie d'une partie lisse 20 aboutissant dans le chemin de roulement. D'une façon générale les orifices traversants sont réalisés dans des régions de contraintes mécaniques minimales afin de ne pas fragiliser le roulement A cet égard on peut remarquer, sur cet exemple, que les deux orifices traversants débouchent à une distance suffisante des deux arrondis intérieurs 29 et 30 des deux parties de la bague extérieure 2, qui sont des zones de forte contrainte. A l'intérieur de chaque orifice est inséré de façon amovible un élément creux 21 dont on va maintenant décrire plus en détails la structure en référence à la figure 2. Cet élément creux 21 comporte un tube creux 23, ayant par exemple un diamètre externe de 15 millimètres et un diamètre interne de 13 millimètres Il possède une ouverture d'extrémité 22 en regard du chemin de roulement, et, à l'opposé, une paroi d'extrémité 26 Le tube 23 se compose d'une partie extérieurement lisse 25 s'étendant, dans cet exemple, sur une longueur de 61 millimètres depuis l'ouverture d'extrémité 22, et prolongée par une partie filetée 24 propre à coopérer avec la partie taraudée 19 de l'orifice traversant correspondant L'élément creux 21 se termine à son extrémité opposée à l'ouverture 22, par une tête de boulon 28 apte à venir en appui contre l'évidement 18 lorsque l'élément creux est vissé dans l'orifice traversant Cette tête de boulon permet le blocage de l'élément creux dans la partie taraudée Une autre forme pourrait être imaginée (fente, six pans creux) Un passage étroit 27, par exemple d'un diamètre de 1 mm, est ménagé au sein à la tête 28, entre la paroi d'extrémité 26 du tube creux 23 et la face libre de la tête 28, pour relier le tube creux 23 à l'extérieur La fonction de ce passage étroit sera explicitée plus en détail ci-après. La longueur du tube creux 23 est ici de l'ordre de 81 mm tandis que la longueur de l'alésage 19, 20 de l'orifice traversant est légèrement supérieur à cette longueur De ce fait, lorsque l'élément creux 21 est inséré dans l'orifice 16, l'ouverture d'extrémité 22 du tube creux se trouve à une distance D de l'extrémité 23 de l'orifice 16 débouchant dans l'entrefer D'une façon générale, il est particulièrement avantageux de prévoir que cette distance D soit inférieure ou égale au diamètre interne de l'alésage 20 de l'orifice 16, pour des raisons qui seront explicitées ci-après. Lors de la mise en place du roulement sur le site, l'entrefer de celui-ci est rempli de graisse par l'intermédiaire des trous graisseurs. De par le mouvement des éléments roulants 9, 10 et 13, la graisse usagée s'introduit à l'intérieur de chaque tube creux 23 La présence du passage étroit 27 permet, à cet effet, à la poche d'air qui se forme au fond du tube creux de s'évacuer afin de ne pas provoquer un phénomène de contre-pression dans le tube 23 ce qui aurait pour conséquence d'empêcher la pénétration de la graisse à l'intérieur de celui-ci Lorsque, au bout d'un certain temps, qui est généralement inférieur à six mois, le tube creux est rempli de graisse, on dévisse l'élément creux 21 pour l'extraire de la bague correspondante Le tube creux, rempli de sa graisse est expédié au laboratoire pour analyse Un tube neuf est remis en place immédiatement. Puisque la durée nécessaire au tube creux pour se remplir de graisse est nettement inférieure à la durée nécessaire à la même graisse pour cheminer depuis les éléments roulants vers l'extérieur des joints d'étanchéité, l'information obtenue après analyse de la graisse, est datée avec un retard temporel moindre En outre, au cas o l'on constate une anomalie, il est particulièrement aisé de faire un nouveau prélèvement dans un délai plus court pour confirmer l'infoimation d'usure qui avait été obtenue lors du prélèvement précédent. Bien que l'invention trouve ces pleins avantages dans l'utilisation d'un tube creux débouchant directement dans l'entrefer, il a été observé qu'il était particulièrement avantageux de choisir la distance D inférieure ou égale au diamètre de l'orifice, c'est-à-dire au diamètre externe du tube creux En effet, un tel dimensionnement permet d'éviter à la longue, la formation d'un bouchon de graisse séchée, qui se serait déposé le long des paroi de l'alésage 20 entre l'extrémité 23 et l'ouverture 22 du tube creux. Par ailleurs, l'homme du métier comprendra aisément que le prélèvement de la graisse directement au niveau de l'entrefer, et notamment au plus près des éléments roulants, permet d'analyser une graisse effectivement polluée par les seules particules métalliques provenant de l'usure des pistes de roulement. En outre, toujours pour éviter de fausser l'analyse, l'élément creux ( 21) est réalisé avantageusement en un matériau non métallique, par exemple en un matériau synthétique tel que du polyamide. Les figures 3 à 6 illustrent d'autres modes de réalisation de roulement selon l'invention Ces figures comportent des éléments analogues ou ayant des fonctions analogues à ceux illustrés sur les figures 1 et 2 Les références de ces éléments ont été augmentées respectivement de 100, 200, 300 et 400 par rapport aux références qu'ils avaient sur les figures 1 et 2 Seules les différences entre les figures 1 et 2 d'une part, et ces différentes figures 3 à 6 d'autre part, seront décrites. Les deux roulements 101 et 201 illustrés sur les figures 3 et 4 comportent chacun deux pistes de roulement 106, 107, 241, 242, pour deux séries d'éléments roulants 109, 110 et 243, 244 Dans ce cas, les orifices traversants 116, 216 débouchent respectivement entre les deux pistes de roulement du roulement correspondant Plus précisément, la figure 3 illustre un roulement à deux rangées de rouleaux tandis que les éléments roulants du roulement de la figure 4 comportent une série de rouleaux 243 et une série de billes 244. Les roulements 301 et 401 respectivement illustrés sur les figures 5 et 6 ne comportent qu'une seule piste de roulement sur laquelle sont disposés les éléments roulants (rouleaux croisés 329 et 330 pour la figure 5 et billes 450 à 4 points de contact 451 pour la figure 6) Dans ce cas, les orifices traversants respectifs 316 et 416 débouchent sensiblement selon un axe de symétrie 331, 431 de la piste de roulement. Ces différents modes de réalisation montrent qu'il est possible de ménager les orifices traversants dans l'une ou l'autre des deux bagues du roulement Il serait également possible de ménager des orifices traversants dans les deux bagues à la fois. Par ailleurs, bien que toutes les figures précédentes montrent des orifices traversants situés dans le plan des coupes axiales respectives, il est particulièrement avantageux de prévoir une pluralité d'orifices traversants ménagés dans l'une au moins des deux bagues, associés respectivement à une pluralité d'éléments creux amovibles, et répartis à des endroit choisis sur le pourtour de la ou des bagues correspondantes; on peut ainsi par exemple prévoir des orifices mutuellement angulairement décalés de 90 , en alternance avec les trous de graissage Il est ainsi possible avec une telle disposition, de prélever de la graisse à des endroits différents du chemin de roulement ce qui permet des points d'analyse différents associés par exemple à des états d'usure non uniformes occasionnés par des orientations privilégiées du roulement. REVENDICATIONS 1 Procédé de contrôle de l'état d'usure d'un roulement, en particulier d'un roulement d'orientation, comportant deux bagues mobiles ( 2, 3, 4) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'éléments roulants ( 9, 10, 13) disposés dans un entrefer ( 5) ménagé entre les deux bagues et contenant une substance de graissage, comprenant un prélèvement d'une partie de la substance de graissage directement au niveau de l'entrefer en vue de son analyse ultérieure. 2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel le roulement est un roulement d'orientation, caractérisé par le fait que l'on effectue des prélèvements à des endroits choisis différents de l'entrefer. 3 Roulement, en particulier roulement d'orientation, comportant deux bagues ( 2, 3, 4) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'éléments roulants ( 9, 10, 13) disposés dans un entrefer ( 5) ménagé entre les deux bagues et susceptible de contenir une substance de graissage, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un orifice traversant ( 16) ménagé directement au sein d'une région prédéterminée de l'une au moins des deux bagues pour déboucher au niveau de l'entrefer ( 5), ainsi qu'un élément creux ( 21) inséré de façon amovible dans ledit orifice ( 16) et possédant une ouverture d'extrémité ( 22) située à l'intérieur dudit orifice ( 16) à une distance choisie (D) de l'extrémité ( 23) de cet orifice ( 16) débouchant dans l'entrefer ( 5), cet élément creux ( 21) étant susceptible d'emmagasiner une partie de ladite substance de graissage lors du mouvement des éléments roulants. 4 Roulement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite distance (D) est choisie intérieure ou égale au diamètre interne de l'orifice traversant ( 16, 20). Roulement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la région de la bague dans laquelle est ménagé l'orifice traversant ( 16) est une région de contraintes mécaniques minimales. 6 Roulement selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que l'élément creux ( 21) est réalisé en un matériaux non métallique et comporte un tube creux ( 23) susceptible de recevoir la substance de graissage par ladite ouverture d'extrémité ( 22), ce tube creux possédant une paroi d'extrémité ( 26) communiquant avec l'extérieur de l'élément creux ( 21) par un passage étroit ( 27). 7 Roulement selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte deux pistes de roulement ( 106, 107, 241, 242) pour deux séries d'éléments roulants ( 109, 110, 243, 244), et par le fait que l'orifice ( 116, 216) débouche entre les deux pistes de roulement. 8 Roulement selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une seule piste de roulement et par le fait que l'orifice traversant ( 365, 416) débouche sensiblement selon un axe de symétrie ( 331, 431) de la piste. 9 Roulement selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte trois pistes de roulement ( 6, 7, 8 >), dont une piste supérieure ( 6) une piste inférieure ( 7) et une piste intermédiaire ( 8) situées entre les deux précédentes, et par le fait qu'il est prévu au moins deux orifices traversants ( 16, 17) débouchant au niveau des deux pistes supérieure ( 6) et inférieure ( 7). 10 Roulement selon l'une des revendications 3 à 9-, caractérisé par le fait que le roulement est un roulement d'orientation et qu'il comporte une pluralité d'orifices traversants ménagés dans l'une au moins des deux bagues, associés respectivement à une pluralité d'éléments creux amovibles, et répartis à des endroits choisis sur le pourtour de la ou des bagues correspondantes.