Brevet FR2839349A1 — publié le 20031107

un tron,con cylindrique de section circulaire. Dispositif de gales a roulement instrumente. La presente invention concerne un dispositif de gales a roulement instrumente. Les galets a roulement instrumentes peuvent parfois etre utilises dans des environnements generalement tres pollues. Il existe un besoin d'obtenir des galets a roulement instrumente presentant une etancheite satisfaisante pour permettre leur utilisation dans un milieu fortement pollue. Notamment, un ensemble capteur est particulierement expose au milieu exterieur. L' entree de particules polluantes dans un entrefer situe entre un capteur et un anneau codeur est susceptible d' effecter la fiabilite des mesures. Par ailleurs, l' entree de particules polluantes dans le roulement lui-meme diminue la duree de vie du roulement. La presente invention a pour objet un dispositif de gales a roulement instrumente presentant une et anchei te ameli oree en vu e de la protection d'un ensemble capteur de parametres de rotation et d'un roulement pour permettre l'utilisation du gales a roulement instrumente dans des environnements particulierement pollues. L' invention a egalement pour objet un dispositif de gales a roulement instrumente dont l' etancheite est obtenue de fac, on simple et efficace sans necessiter d' adaptation particuliere du roulement lui meme. L' invention concerne encore un dispositif de gales a roulement instrumente dont l'etancheite est amelioree tout en restart compacte axialement et radialement. Un tel dispositif de galets a roulement instrumente est pourvu d'un moyen capteur de parametres de rotation fixe sur une bague interieure non tournante du roulement et d'un moyen codeur fixe sur une bague exterieure tournante du roulement, ledit moyen capteur comprenant un support de capteur de forme generale annulaire en contact avec la bague non tournante et au moins un capteur, le moyen codeur comprenant un support fixe sur la bague tournante et une partie active. Selon un aspect de ['invention, le capteur est situe a l'exterieur du roulement, et le dispositif comprend un organe d'etancheite porte par le support de capteur et prevu pour cooperer avec une surface de revolution de la bague tournante orientee du cote oppose a l'espace compris entre les bagues du roulement. Le support de capteur cooperant d'une part avec la bague non tournante et d'autre part avec une surface de revolution orientee vers l'exterieur de la bague tournante entoure le moyen codeur situe entre le roulement et le support de capteur et permet la formation d'un logement entre le support de capteur et le roulement dans lequel est situe le moyen codeur. Le support de capteur entourant le moyen codeur en formant un logement etanche permet d' assurer une etancheite satisfaisante en vue de l'utilisation du dispositif de galets a roulement instrumente dans un milieu particulierement pollue. Le capteur est situe a l'exterieur du roulement pour preserver l'espace compris entre les bagues. L'organe d'etancheite peut cooperer avec une surface laterale de la bague tournante ou une surface cylindrique exterieure de la bague tournante. Ces surfaces vent orientee du cote oppose a ltespace compris entre les bagues. Si l'organe d'etancheite coopere avec une surface laterale de la bague exterieure tournante, la surface exterieure de la bag ue exterieure est lai s see libre et peut etre uti li see directement comme surface d'appui du gales a roulement instrumente sur une liaison souple destinee a etre maintenue en tension, comme une courroie ou une chane. Dans un mode de realisation, le support de capteur comprend une nervure en saillie axiale dont une extremite libre entoure la bague tournante et porte un organe d'etancheite s'etendant radialement vers l'interieur pour cooperer avec la surface cylindrique exterieure de la S bague de revolution. Le support de capteur peut etre dans son ensemble decale axialement par rapport a la bague tournante, par exemple lorsqu'il est en appci axial contre la bague non tournante, la nervure en saillie axiale formant une portion decalee vers la bague tournante et dont l'extremite libre se situe dans un plan radial passant par la bague tournante pour faciliter la fixation d'un organe d'etancheite cooperant avec une surface cylindrique de la bague tournante. Dans un mode de realisation, ltorgane d'etancheite comprend un flasque rigide venant a proximite d'une surface de revolution de la bague tournante orientee du cOte oppose a l'espace compris entre les bagues du roulement pour former un passage etroit d'etancheite. Dans un autre mode de realisation, ltorgane d'etancheite comprend un insert rigide et une levre d'etancheite prevue pour un contact de frottement avec une surface de revolution de la bague tournante orientee du cOte oppose a ltespace compris entre les bagues du roulement. De preference, la surface de revolution de la bague tournante cooperant avec l'organe d'etancheite est rectifiee. Une surface rectifiee presente une rugosite diminuee permettant un meilleur contact avec une levre d'etancheite, permettant ainsi d'obtenir une etancheite amelioree. La rugosite diminuee ralentie une usure de la levre d'etancheite en contact avec la surface rectifiee, assurant ainsi la conservation d'une etancheite amelioree. Par ailleurs, des bagues de roulement presentent souvent des surfaces exterieures cylindriques rectifiees. Dans ce cas, ltobtention d'une surface rectifiee prevue pour l' etancheite ne necessite pas d' usinage supplementaire de la bague tournante. Dans un mode de realisation, le moyen codeur est situe axialement entre le support de capteur et le roulement. Le moyen codeur peut etre situee radialement entre les bagues du roulement, a l'exterieur de l'espace compris entre les bagues du roulement, ou en partie en saillie a l'interieur de l'espace compris entre les bagues. Dans un mode de realisation, la partie active du moyen codeur vient en saillie lateralement de ltespace compris entre les bagues du roulement, le support de capteur comprenant une rainure annulaire prevu pour le logement de la partie active du moyen de. La partie active du moyen codeur en saillie laterale du roulement preserve l'espace compris entre des bagues du roulement, permettant ainsi ltutilisation d'un roulement presentant un espace entre les bagues interieure et exterieure de dimensions reduites, le roulement etant compact radialement. Le moyen codeur s'imbrique dans le support de capteur pour conserver la compacite axiale du gales a roulement instrumente. Des espacements reduits entre le moyen codeur et le support de capteur favorisent la formation de passages etroits d'etancheite augmentant la protection contre ['intrusion de particules polluantes. Dans un mode de realisation, le dispositif comprend un gales - solidaire de la bague tournante exterieure ajustee dans un alesage du gales, ce dernier comprenant un degagement annulaire laissant libre une portion d'une surface exterieure cylindrique de la bague exterieure, ladite portion etant prevue pour cooperer avec lt organe d'etancheite. La presente invention et ses avantages seront mieux compris a ['etude de la description detaillee de modes de realisation pris a titre d'exemples nullement limitatifs et illustres par les dessins annexes, sur lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de realisation du dispositif de galets a roulement instrumente selon un aspect de ['invention; -la figure 2 est une vue axiale en coupe d'une variante du dispositif selon la figure 1; -la figure 3 est une vue axiale en coupe d'un autre mode de realisation d'un dispositif de galets a roulement instrumente selon un aspect de ['invention; et -la figure 4 est une vue de detail de la figure 3. Comme on peut le voir sur la figure 1, le gales a roulement instrumente reference 1 dans son ensemble comprend un roulement 2, un element de fixation 3, un ensemble de detection 4 de parametres de rotation et un gales ou poulie S ajustee sur le palier a roulement 1. Le roulement 2 comprend une bague exterieure tournante 7 pourvue d'un chemin de roulement 8 sur son alesage, une bague interieure 9 pourvue d'un chemin de roulement 10 sur sa surface exterieure, une rangee d'elements roulants 11, ici des billes, disposes entre les chemins de roulement 8 et 10 des bagues exterieure 7 et interieure 9, et une cage 12 de maintien de l'espacement circonferentiel des elements roulants 11. La cage 12 peut etre realisee en materiau synthetique. La bague exterieure 7 presente en outre une surface exterieure cylindrique 7a et des surfaces laterales radiales opposees 7b, 7c. La bague interieure 9 presente des surfaces laterales radiales d'extremite 9b, 9c situee dans le meme plan radial que respectivement les surfaces laterales radiales 7b, 7c de la bague exterieure 7. Les bagues 7 et 9 du roulement 2 vent de type massif, realisees par usinage mais pourraient egalement etre realisees en tole emboutie. Dans le mode de realisation represente, la bague exterieure 7 est tournante et la bague interieure 9 est non tournante. Toutefois, on pourrait parfaitement prevoir la disposition inverse. La bague exterieure 7 est pourvue sur son alesage, a proximite de l'une de ses surfaces laterales 7c, d'une rainure annulaire 13. Un organe d'etancheite 14 est monte dans la rainure 13 et comprend une armature rigide 14a et une levre en materiau synthetique 14b venant en contact de frottement avec la surface cylindrique exterieure de la bague 9. Une rainure 15 est formee dans la bague exterieure 7 de fa,con symetrique a la rainure 13 par rapport a un plan passant par le centre des elements roulants 11. L'ensemble de detection 4 de parametres de rotation comprend un ensemble codeur 16 solidaire de la bague exterieure 7. L'ensemble codeur 16 comprend un support de codeur 17 de forme annulaire a section en L avec une partie radiale dont l'extremite libre de plus grand diametre est montee dans la rainure 15 et une partie tubulaire s'etendant a partir de l'extremite interieure de la partie radiale en direction opposee aux elements roulants 11, en d'autres termes vers ltexterieur du roulement 2. Le support de codeur 17 peut etre realise en metal, par exemple en alliage leger, et etre emmanche sur la bague exterieure 7. L'ensemble codeur 16 comprend, en outre, une partie active 18 montee sur la surface exterieure de la partie tubulaire du support 17, et formee par exemple en elastoferrite, c'est-a-dire d'un melange a base de nitrile et de particules de ferrite magnetisees. Une armature 19, par exemple en t81e mince, supporte la partie active 18 qui est surmoulee dessus. L'armature 19 est emmanchee sur la partie tubulaire du support 17. L'ensemble codeur 16 fait saillie axialement d'un cOte du roulement 2. L'element de fixation 3 est de forme generale annulaire, ici en forme de manchon. L'element de fixation 3 comprend un alesage 20 et une surface exterieure presentant une premiere portion 22 cylindrique, pcis une nervure annulaire 23, puis une deuxieme portion cylindrique 24, puis une nervure annulaire 25. Les deux extremites de l'alesage 20 vent ouvertes. L'element de fixation 3 est monte dans l'alesage Qa de la bague interieure 9 du roulement 2 avec la premiere portion cylindrique 22 en contact avec l'alesage 9a et la nervure 23 en contact avec une surface laterale radiale 9b de la bague interieure 9. On peut prevoir un montage serre de la bague interieure 9 et de ['element de fixation 3 pour les maintenir ensemble par emmanchement. L'ensemble de detection 4 comprend un ensemble capteur 30 comprenant un corps de support 31, par exemple realise en materiau synthetique, presentant une forme generale annulaire avec une surface interieure venant en contact avec la deuxieme portion cylindrique 24 et les nervures 23 et 25 de ['element de fixation 3. Le corps de support 31 est surmoule sur ['element de fixation 3 pour etre en concordance de forme avec ladite portion cylindrique 24 et lesdites nervures 23 et 2S, ce qui garantit le positionnement axial relatif de ['element de fixation 3 et de ltensemble codeur 4. Le corps de support 31 est pourvu d'une surface radiale 32 en contact avec la surface radiale 9b de la bague interieure 9. Une rainure annulaire 33 est formee dans ledit corps de support 31 a partir de la surface radiale 32 et est done ouverte du cote du roulement 2, de facon qu'elle soit apte a loger la partie de ['ensemble codeur 16 qui fait saillie axialement par rapport a la surface radiale 9b de la bague interieure 9. La rainure 33 est pourvue d'une surface exterieure cylindrique 34. Un element capteur 35 est monte semi noye dans le corps de support 31 et affleure la surface cylindrique 34, de fa,con qu'il soit monte en regard de la partie active 18 de ['ensemble codeur 16 et avec un faible entrefer radial par rapport a ladite partie active 18. L'element capteur 35 est du type magnetosensible, par exemple une sonde a effet Hall. L'element capteur 35 et la partie active 18 de ['ensemble codeur 16 vent disposes a tres faible distance axiale du roulement 2, notamment de la surface radiale 9b de la bague interieure 9, d'ou une excellente compacite. Le corps de support 31 s'etend ainsi radialement vers l'exterieur a partir de ['element de fixation 3. En outre, le corps de support 31 est pourvu d'une excroissance radiale 31a circonferentiellement localisee et formant une sortie de cable pour un cable 36 apte a communiquer un signal electrique issu de ['element capteur 35 a d'autres elements non representes, par exemple une unite electronique de traitement. On comprend que le roulement 2, ['element de fixation 3 et ['ensemble de detection 4 forment une unite de palier instrumentee ne risquant pas de perdre de pieces et apte a etre montee de fa,con simple et economique sur un support. Dans une variante, ['element de fixation 3 et le corps de support 31 vent realises de fa,con monobloc en materiau synthetique, par exemple charge de fibres. La poulie 5 est fixee sur la bague exterieure 7 du roulement 2. Plus precisement, la poulie 5, de forme annulaire, presente un alesage 46 dont une extremite axiale est pourvue d'une nervcre annulaire 47 en s aillie vers l' interieur. L' ales age 46 est emmanche sur la surface exterieure cylindrique 7a de la bague exterieure, tandis que la nervure 47 vient en butee contre la surface radiale 7c de la bague exterieure 7, du cote ou se trouve l'organe d'etancheite 14. Du cOte oppose, la poulie 5 presente une surface radiale 48 sensiblement alignee avec la surface radiale d'extremite 9b de la bague interieure 9 et la surface correspondante de la bague exterieure 7 et qui lais se sub sister un certain espace axial avec le corps de support 31. La poulie 5 est pourvue sur sa surface exterieure cylindrique d'une gorge 51 apte a cooperer avec une courroie trapezoidale. La surface radiale 52 de la poulie 5 du c8te oppose a la surface radiale 48, est en saillie axialement par rapport a la surface radiale 9c de la bague interieure 9 et par rapport a la surface radiale 7c de la bague exterieure 7. La poulie 5 comprend du cOte du corps de support 31 un degagement annulaire 49 laissant libre une portion de la surface cylindrique exterieure 7a de la bague exterieure 7, ladite portion etant situee du cote du corps de support 31. Le corps de support 31 comprend une nervure annulaire 53 stetendant axialement en direction de la poulie 5 pour venir en saillie dans le degagement annulaire 49. Un organe d'etancheite 54 est fixe sur l'extremite libre de la nervure annulaire 53. L'organe d'etancheite 54 comprend un insert rigide 55 annulaire a section en L, presentant une partie cylindrique ajustee sur la surface exterieure de la nervure annulaire 53 et une partie radiale s'etendant vers l'interieur et venant en appui axial contre l'extremite libre de la nervore annulaire 53. L'organe d'etancheite 54 comprend un joint 56 en matiere synthetique surmoule sur ['insert rigide 55 et pourvu d'une levre d'etancheite 57 s'etendant obliquement vers l'interieur et du cote oppose au corps de support 31 en venant en contact de frottement avec la surface cylindrique exterieure 7a de la bague exterieure 7. La poulie 5 peut 8tre emmanchee sur la bague exterieure 7 du roulement 2 et/ou collee. L'ensemble codeur 16 est situe axialement entre le corps de support 31 et le roulement 2. Le corps de support 31 vient d'une part en contact avec la bague interieure 9, et comprend d'autre part un organe d'etancheite cooperant avec une surface de revolution de la bague exterieure 7 orientee du cOte oppose a l'espace compris entre les bagues 7, 9 du roulement 2. Le corps de support 31 entoure ['ensemble codeur 16 en formant un logement etanche entre le corps de support 31 et le roulement 2, preservant ['ensemble capteur 4 ainsi que le roulement 2 de l' intrusion de particules polluantes. L'etancheite du roulement 2 est assuree du cote oppose a ['ensemble capteur 30 par l' organe d' etancheite 14 dispose entre les bagues interieure 9 et exterieure 7 empOchant ['intrusion de particules polluantes entre les bagues, et par consequent vers ltensemble capteur 30. La surface exterieure de la bague exterieure 30 peut 8tre rectifiee. Ainsi, un meilleur contact est assure entre la levre d'etancheite 57 et la surface exterieure 7a de la bague exterieure tournante. Ceci assure une meilleure etancheite du logement forme entre le corps de support 31 et le roulement 2. La rugosite diminuee de la surface rectifiee permet de diminuer l' usure de la levre d' etancheite 57 de l'organe d'etancheite 54. Dans les roulements conventionnels des series standard, les surfaces exterieures des bagues exterieures vent rectifiees. L'utilisation de surfaces rectifiees pre-existantes permet d'obtenir une etancheite satisfaisante en utilisant des bagues de palier a roulement du type standard sans qutil soit necessaire de les modifier par des operations de fabrication supplementaires. Par ailleurs, ['ensemble codeur 16 utilise pour sa fixation sur la bague exterieure tournante 7 une rainure 15 initialement prevue pour la fixation d'un organe d' etancheite similaire a l' organe d' etancheite 11 et egalement deja existante sur des bagues de palier a roulement du type standard. Une operation d'usinage supplementaire des bagues n'est done pas necessaire. Tel que represente sur la figure 2, ou les references aux elements semblables ont ete reprises, un flasque rigide 55 similaire a ['insert rigide de 1' organe d'etancheite de la figure 1 presente une partie radiale s'etendant vers l'interieur jusqu'a venir a proximite de la surface exterieure de la bague exterieure 7 en formant un passage etroit d'etancheite. La surface exterieure 7 etant rectifiee, on peut prevoir un espacement radial extrement reduit entre l'extremite libre - de la partie radiale du flasque rigide 55 et la surface exterieure 7a de la bague exterieure 7, sans risque de frottement. On assure ainsi une etancheite satisfaisante sans augmenter un couple de frottement du roulement. Par ailleurs, une adaptation des dimensions du degagement annulaire 49 permet de former une etancheite par passage etroit radial et axial entre ['insert rigide 55 et la poulie 5. Sur les figures 3 et 4, la surface exterieure 7a de la bague exterieure 7 est directement utilisee comme surface d'appui du gales a roulement instrumente. Un organe d'etancheite 60 comprend un insert rigide 61 annulaire a section en L. L'insert rigide 61 comprend une partie cylindrique noyee dans le corps de support 31 et une partie radiale s'etendant vers l'interieur et affleurant la surface du corps de support 31 orientee du cote du roulement 2. Un joint 62 en matiere synthetique est fixe sur la surface de la partie radiale de ['insert rigide 61 orientee du cote du roulement 2 et presente une levre d'etancheite 63 s'etendant obliquement vers radialement ltexterieur et en direction de la surface laterale 7b de la bague exterieure 7 tournante. La levre d'etancheite 63 vient en contact de frottement avec la surface laterale 7b pour assurer l'etancheite du logement forme entre le corps de support 3 1 et le roul ement 2. L'etancheite etant realisee avec la surface laterale 7b de la bague exterieure tournante 7, la surface exterieure 7a est laissee libre est peut etre utilisee directement comme surface d'appui du gales a roulement instrumente. La surface laterale 7b de la bague exterieure tournante est orientee vers l'exterieur, du cOte oppose a l'espace compris radialement entre les bagues 7, 9 du roulement. Dans une variante, on peut prevoir une poulie 2, representee sur la figure 3 en traits mixtes, la poulie S etant depourvue de degagement annulaire pour le passage d' un organe d' etancheite. Grace a ['invention, on obtient un gales a roulement instrumente presentant une etancheite amelioree d'un ensemble capteur et dun roulement permettant l'utilisation du gales a roulement instrumente dans des conditions severes de pollution. REVENDICATIONS 1. Dispositif de gales a roulement instrumente pourvu d'un . moyen capteur de parametres de rotation (30) fixe sur une bague - interieure non tournante (9) du roulement (2), et d'un moyen codeur (16) fixe sur une bague exterieure tournante (7) du roulement, ledit moyen capteur (30) comprenant un support de capteur (31) de forme generale annulaire et au moins un capteur, le support de capteur (31) etant en contact avec la bague non tournante (9), le moyen codeur (16) comprenant un support (17) fixe sur la bague tournante (7) et une partie active ( 18), caracterise par le fait que le capteur est situe a l'exterieur du roulement, et le dispositif comprend un organe d'etancheite (54, 60) porte par le support de capteur (31) et prevu pour cooperer avec une surface de revolution (7a, 7b) de la bague tournante (7) orientee du cote oppose a l'espace compris entre les bagues du roulement (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'organe d'etancheite (60) coopere avec une surface laterale (7b) À de la bague tournante (7). 3. Dispositif selon la revendication 1, caracterise par le fait que l'organe d'etancheite (54) coopere avec une surface exterieure cylindrique de la bague tournante (7). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que le support de capteur (31) comprend une nervure annulaire (53) en saillie axiale dont une extremite libre entoure la bague tournante et porte un organe d'etancheite (54) s'etendant radialement vers l'interieur pour cooperer avec la surface exterieure cylindrique (7a) de la bague tournante (7). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que l'organe d'etancheite (54) comprend un flasque rigide (SS) venant a proximite d'une surface de revolution (7a) de la bague tournante (7) orientee du cote oppose 'a lt espace compris entre les bagues du roulement (2) pour former un passage etroit d'etancheite. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que l'organe d'etancheite (54) comprend un insert rigide (SS) et une levre d'etancheite (57) prevue pour un contact avec une surface de revolution (7a) de la bague tournante (7) du cote oppose a l'espace compris entre les bagues du roulement (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que la surface de revolution (7a) de la bague tournante (7) cooperant avec 1'organe d'etancheite (54, 60) est rectifiee. 1S 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que le moyen codeur (16) est situe axialement entre le support de capteur (31) et le roulement (2). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait que la partie active (18) du moyen codeur (16) vient en saillie lateralement de l'espace compris entre les bagues (7, 9) du roulement (2), et le support de capteur (31) comprend une rainure annulaire prevue pour le logement de la partie active (18) du moyen codeur (16). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise par le fait qutil comprend un gales (S) solidaire d'une bague tournante (7) exterieure ajustee dans un alesage du gales (S), ce dernier comprenant un degagement annulaire (49) laissant libre une portion de la surface exterieure cylindrique (7a) de la bague exterieure (7) prevue pour cooperer avec l'organe