Brevet FR2906328A1 — publié le 20080328

Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un roulement à rouleaux étanche comprenant : une bague intérieure présentant un chemin de roulement sur une péri- phérie extérieure de celle-ci ; une bague extérieure présentant un chemin de roulement sur une périphérie intérieure de celle-ci ; plusieurs éléments roulants disposés entre le chemin de roulement de la bague intérieure et le chemin de roulement de la bague extérieure ; et un dispositif d'étanchéité qui présente une lèvre d'étanchéité et rend étanche un espace annulaire formé entre la bague intérieure et la bague extérieure, L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'un roulement à rouleaux étanche, le roulement à rouleaux étanche comprenant : une bague intérieure présentant un chemin de roulement sur une périphérie extérieure de celle-ci ; une bague extérieure présentant un chemin de roulement sur une périphérie intérieure de celle-ci ; plusieurs éléments roulants disposés entre le chemin de roulement de la bague intérieure et le chemin de roulement de la bague extérieure ; et un dispositif d'étanchéité qui présente une lèvre d'étanchéité et rend étanche un espace annulaire formé entre la bague intérieure et la bague extérieure. Etat de la technique Un roulement à rouleaux équipé d'un joint ou d'une flasque est dit un roulement à rouleaux étanche. Par exemple, on utilise un roulement à rouleaux étanche monté dans un dispositif d'embrayage électromagnétique ou un dispositif de poulie dans un environnement où il existe une grande quantité d'objets étrangers, comme de l'eau et de la saleté. Par conséquent, cela nécessite une étanchéité élevée entre l'intérieur et l'extérieur du roulement. Conventionnellement, il est de pratique commune d'utiliser un élément hermétique en caoutchouc à contact (joint en caoutchouc) dans un roulement à rouleaux qui doit présenter une her- méticité élevée. La figure 2 représente un exemple d'un roulement à 2906328 2 rouleaux avec un élément hermétique typique. Comme représenté dans la figure 3, qui est une vue partiellement agrandie de la figure 2, l'élément hermétique en caoutchouc est en contact avec la bague intérieure du roulement sur la surface d'étanchéité de celle-ci de sorte que 5 l'entrée d'objets étrangers ou la fuite d'un lubrifiant, telle que de la graisse, sont empêchées pendant la rotation du roulement. Les facteurs principaux affectant l'herméticité du roulement sont les conceptions du joint et de la surface de glissement. La publication non examinée du brevet japonais n 2005- 10 155882 décrit que la surface d'étanchéité est traitée pour avoir une rugosité de surface de R. = 1,2 m ou inférieure afin d'améliorer l'herméticité. La publication non examinée du brevet japonais n H06 246546 décrit que la surface d'étanchéité susmentionnée est formée au 15 moyen d'un traitement de coupe d'acier trempé après avoir réalisé un traitement thermique de sorte que toute déformation due au traitement thermique puisse être éliminée. En outre, avec une finition à la machine, telle qu'une rectification en plongée en enfilade, on peut espérer une amélioration de 20 la rugosité de surface de la surface d'étanchéité ainsi que de l'herméticité (voir, par exemple, la publication non examinée du brevet japonais n 2001-193745). Selon la technique décrite dans la publication non examinée du brevet japonais n 2005-155882, il est préférable que la rugo- 25 sité de surface de la surface d'étanchéité soit de R. = 1,2 m ou inférieure. Cependant, comme, dans la fabrication d'un roulement à rouleaux, la pièce est traitée à chaud une fois que la surface d'étanchéité a été finie au moyen d'un tournage, de la calamine suite au traitement thermique reste sur la surface d'étanchéité. Cela détériore la 30 rugosité de surface sur la surface d'étanchéité, rendant difficile l'obtention de Rmax = 1,2 m. Par ailleurs, selon la technique décrite dans la publication mise à l'inspection publique du brevet japonais n Hei 6-246546, la surface d'étanchéité est usinée au moyen d'une coupe d'acier trempé 35 après le traitement thermique. Donc, il est possible d'obtenir la rugosité 2906328 3 de surface de Rmax = 1,2 m ou inférieure. Cependant, comme la pièce qui a été trempée par le traitement thermique est usinée au moyen d'un tel traitement de coupe d'acier trempé, les outils ont tendance à s'user rapidement. Lorsque l'outil est usé à un stade avancé, la rugosité de 5 surface peut se dégrader. Il en résulte que R. = 1,2 m devient rapidement impossible à obtenir, ce qui signifie que la durée de vie d'un outil est problématiquement courte. En outre, dans la finition à la machine, telle qu'au moyen d'une rectification en plongée en enfilade (technique décrite dans la publication mise à l'inspection publique du brevet japonais n 2001-193745), il est nécessaire de former une meule dans une configuration souhaitée à l'avance. Cependant, lorsque la meule est formée dans une configuration complexe comprenant un rayon de courbure R de 5 mm ou inférieur, ou une combinaison de lignes droites et d'arcs, d'énormes 15 quantités de temps et de coûts sont nécessaires de sorte qu'il est pratiquement impossible de le faire. Pour cette raison, les configurations qui peuvent être finies à la machine au moyen d'une rectification en plongée en enfilade sont limitées à celles qui peuvent être usinées par une meule présentant une forme simple, telle qu'un arc, une ellipse, ou si- 20 milaire. Afin de résoudre les deux problèmes susmentionnés, supposons que la surface d'étanchéité soit usinée au moyen d'une coupe d'acier trempé, puis finie à la machine au moyen d'une rectification en plongée en enfilade. Dans ce cas, deux étapes supplémentaires 25 compliquent le processus de fabrication, et en outre un problème ne peut pas être résolu, selon lequel la configuration de la meule devrait être formée dans une forme compliquée. Résumé de l'invention La présente invention a été développée afin de résoudre 30 ces problèmes. Dans la présente invention, une surface d'étanchéité d'une bague de chemin de roulement qui est en contact avec une lèvre d'étanchéité d'un dispositif hermétique est formée au moyen d'une coupe d'acier trempé et finie à la machine au moyen d'une coupe en 35 plongée (procédé de coupe où un outil de coupe est poussé contre la 2906328 4 surface à usiner). En d'autres termes, la présente invention propose un roulement à rouleaux étanche du type mentionné dans lequel une sur-face d'étanchéité de la bague du chemin de roulement qui est en contact avec la lèvre d'étanchéité du dispositif hermétique est usinée à la fois au 5 moyen d'une coupe d'acier trempé après avoir réalisé un traitement thermique, et, au cours de l'usinage, on obtient une finition au moyen d'une coupe en plongée. Par conséquent, la rugosité de surface de la surface d'étanchéité de la bague du chemin de roulement qui est en contact avec la lèvre d'étanchéité peut être empêchée de se dégrader, 10 améliorant ainsi les performances du joint. La présente invention propose également un procédé de fabrication d'un roulement à rouleaux étanche, comprenant les étapes consistant à : usiner une surface d'étanchéité de la bague du chemin de roulement, qui est en contact avec la lèvre d'étanchéité du dispositif 15 hermétique, au moyen d'une coupe d'acier trempé après avoir réalisé un traitement thermique, et, au cours de l'usinage, on obtient une finition au moyen d'une coupe en plongée. On appréciera qu'un ébauchage à la machine puisse être effectué sans utiliser le processus de coupe en plongée et que seule la finition à la machine puisse être effectuée au 20 moyen de la coupe en plongée. Ou bien la surface d'étanchéité ne peut être usinée qu'au moyen de la coupe en plongée. Selon la présente invention, les causes affectant négativement la détérioration de la rugosité de surface, telles que les traces d'avance de taillage ou l'usure des bords, que l'on rencontre dans le 25 traitement typique de coupe traversante (l'outil étant traversé au moment de l'usinage), peuvent être éliminées. En outre, comme une zone où l'outil est en contact avec la pièce est plus grande dans le processus de coupe en plongée que dans le processus de coupe traversante, l'usure localisée de l'outil peut être soulagée, et l'évolution de l'usure de 30 l'outil peut être supprimée. Par conséquent, le coût de l'outil peut être diminué. En outre, la présente invention peut également être appliquée à une configuration complexe, comprenant le rayon de courbure R de 5 mm ou inférieur à la pointe ou une combinaison de lignes droites 35 et d'arcs, laquelle posait problème dans le processus de rectification en 2906328 5 plongée en enfilade. En outre, comme la présente invention utilise un processus de coupe, le temps nécessaire pour l'ébauchage à la machine peut être réduit comparé au cas où on effectue à la fois un ébauchage à la 5 machine et une finition à la machine en série, uniquement au moyen d'une rectification en plongée en enfilade. Brève description des dessins Ci-après, un mode de réalisation de la présente invention sera décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue schématique décrivant un procédé d'usinage pour une surface de glissement de joint ; - la figure 2 est une vue verticale en coupe transversale d'un roule-ment à rouleaux étanche ; et - la figure 3 est une vue agrandie des lèvres d'étanchéité de la figure 2. 15 Description détaillée du mode de réalisation préféré La figure 2 représente un roulement à billes à gorges profondes comme exemple de roulement à rouleaux étanche. Dans la figure, le roulement à rouleaux étanche comprend une bague intérieure 12, une bague extérieure 14, des éléments roulants 16, un dispositif de 20 retenue 18, et un dispositif hermétique 20. La bague intérieure 12 est munie d'un chemin de roulement sur sa périphérie extérieure, et la bague extérieure 14 est munie d'un chemin de roulement sur sa périphérie intérieure. Les éléments roulants 16 sont des billes dans cet exemple, disposées entre le chemin de roulement de la bague intérieure 25 12 et le chemin de roulement de la bague extérieure 14. Les différentes billes 16 sont retenues par le dispositif de retenue 18 à des intervalles prédéterminés dans la direction circonférentielle. Typiquement, un espace de roulement annulaire formé entre la bague intérieure 12 et la bague extérieure 14 est rempli d'un lubrifiant, tel que de la graisse. Le 30 dispositif hermétique 20 prévu sur des ouvertures des deux côtés dans la direction axiale empêche la fuite de lubrifiant ainsi que l'entrée d'objets extérieurs, tels que de l'eau. Comme représenté dans la figure 3, le dispositif hermétique 20 comprend un noyau en métal 22 et une bague d'étanchéité 24. 35 Le noyau en métal 22 est un disque qui est formé au moyen d'un for- 2906328 6 mage à la presse, par exemple, d'une tôle d'acier laminée à froid (matériau de type SPCC conformément à la norme JIS ou similaire) pour obtenir un disque. La bague d'étanchéité 24 est fixée d'un seul tenant à la périphérie du noyau en métal 22 au moyen d'un adhésif de vulcanisa- 5 tion, et est scindée en une première lèvre 26 et une deuxième lèvre 28 sur la périphérie extérieure. La première lèvre 26 a une forme de cône tronqué incliné par rapport à l'axe de rotation. La deuxième lèvre 28 est ramifiée de la première lèvre 26 dans la direction opposée et a une forme de cône tronqué avec un angle d'inclinaison par rapport à l'axe de 10 rotation plus petit comparé à celui de la première lèvre 26. Ce mode de réalisation représente un exemple où la bague intérieure tourne, et le dispositif hermétique 20 est installé de telle sorte que la périphérie extérieure du noyau en métal 22 est ajustée dans la périphérie intérieure de la bague extérieure 14. Puis, les lèvres 15 d'étanchéité (26, 28) sont placées dans une rainure pour joint 30 ayant une section approximativement en U qui est formée sur la périphérie extérieure à l'extrémité de la bague intérieure 12. Spécifiquement, la première lèvre 26 est amenée au contact d'une surface latérale inclinée de la rainure pour joint 30, c'est-à-dire une surface d'étanchéité 32, ap- 20 proximativement dans la direction axiale. Dans la figure 3, la première lèvre 26 est représentée dans sa condition naturelle. La deuxième lèvre 28 est amenée au contact d'une surface cylindrique de faible rayon 34, qui correspond à l'arête extérieure de la rainure pour joint 32, avec une légère interférence dans la direction radiale. 25 La rugosité de surface au moins de la surface d'étanchéité 32 de la surface de la rainure pour joint 30 est finie de telle sorte que la hauteur maximale des profils Ry ou R. soit de 2,0 m ou inférieure, et de préférence de 1,2 m ou inférieure. Afin d'obtenir une telle rugosité de surface, on utilise un processus de coupe d'acier trem- 30 pé et un processus de coupe en plongée. Comme exemple d'outils capables de couper de l'acier trempé, des outils frittés composés de nitrure de bore cubique (CBN : cubic boron nitride) ajouté à un liant spécial céramique ou similaire sont disponibles dans le commerce. Au moment de l'usinage, une pièce (la bague intérieure 35 traitée à chaud 12 dans cet exemple) est maintenue par le mandrin de 2906328 7 la broche principale d'un tour. Puis, tout en faisant tourner la pièce autour de son centre, l'outil 36 est pressé sur la surface 32 de la pièce dans la direction indiquée par la flèche dans la figure 1. Au cours du processus, l'outil 36 est monté de telle sorte que la partie d'usinage 38 5 de l'outil 36 devienne parallèle à la surface 32 de la pièce 12. Par conséquent, comme l'outil est monté correctement comme mentionné ici, une configuration arbitraire qui peut être usinée en transférant la forme d'un outil de coupe peut être finie à la machine. Bien que la figure 1 représente un exemple d'un outil dont la configuration comprend un arc à 10 la pointe et une ligne droite à la base, la configuration d'un outil n'est pas limitée à une telle forme. En formant l'outil dans une configuration arbitraire à l'avance, la pièce peut être finie à la machine pour obtenir la forme arbitraire. 15 REVENDICATIONS 1 ) Roulement à rouleaux étanche comprenant : une bague intérieure (12) présentant un chemin de roulement sur une périphérie extérieure de celle-ci ; une bague extérieure (14) présentant un chemin de roulement sur une périphérie intérieure de celle-ci ; plusieurs éléments roulants (16) disposés entre le chemin de roulement de la bague intérieure et le chemin de roulement de la bague extérieure ; et un dispositif d'étanchéité (20) qui présente une lèvre d'étanchéité (26) et rend étanche un espace annulaire formé entre la bague intérieure et la bague extérieure, caractérisé en ce qu' une surface d'étanchéité (32) de l'une des bagues intérieure et exté- rieure qui est en contact avec la lèvre d'étanchéité (26) du dispositif d'étanchéité (20) est usinée au moyen d'une coupe d'acier trempé après avoir réalisé un traitement thermique, et, au cours de l'usinage, on obtient une finition au moyen d'une coupe en plongée. 2 ) Procédé de fabrication d'un roulement à rouleaux étanche, le roule-ment à rouleaux étanche comprenant : une bague intérieure (12) pré-sentant un chemin de roulement sur une périphérie extérieure de celle-ci ; une bague extérieure (14) présentant un chemin de roulement sur une périphérie intérieure de celle-ci ; plusieurs éléments roulants (16) disposés entre le chemin de roulement de la bague intérieure et le chemin de roulement de la bague extérieure ; et un dispositif d'étanchéité (20) qui présente une lèvre d'étanchéité (26) et rend étanche un espace annulaire formé entre la bague intérieure et la bague extérieure, caractérisé en ce qu' on usine une surface d'étanchéité (32) de l'une des bagues intérieure et extérieure, qui est en contact avec la lèvre d'étanchéité (26) du dispositif d'étanchéité (20), au moyen d'une coupe d'acier trempé après avoir réalisé un traitement thermique, et, au cours de l'usinage, on obtient une finition au moyen d'une coupe en plongée.35