Brevet FR2914031A1 — publié le 20080926

ROULEMENT ET ARTICULATION POUR MECANIQUE D'ARMURE DE METIER A TISSER DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention a trait à un roulement destiné en particulier à un assemblage articulé tel qu'on en trouve dans les mécaniques d'armure pour la formation de la foule sur les métiers à tisser, ce type d'assemblage articulé ayant pour fonction de transmettre le mouvement oscillant d'un bras oscillant de la mécanique à un système de tirage associé aux cadres de lisses du métier à tisser. Elle a également trait à un assemblage articulé utilisant un tel roulement. ÉTAT DE LA TECHNIQUE De manière connue, ce type d'assemblage articulé est constitué d'une agrafe assemblée de manière réglable au bras oscillant de la mécanique et d'une bielle d'attaque du système de tirage, ces deux pièces étant articulées par un palier à roulement. On utilise généralement dans ce type d'application des roulements à rouleaux cylindriques, qui offrent le meilleur compromis entre charge radiale et encombrement. Toutefois, les roulements à rouleaux, du fait des contraintes d'encombrement axial dans ce type d'application, ne disposent pas de moyens d'autocentrage de leur bagues l'une par rapport à l'autre parallèlement à l'axe de rotation. Le document EP 0 602 711 livre un exemple d'articulation entre bielle et agrafe. L'agrafe est pourvue d'un oeilleton dans lequel est logée la bague extérieure d'un roulement à rouleaux. La bielle est quant à elle pourvue de deux chapes parallèles qui viennent enserrer l'oeilleton et le roulement. Un boulon permet de fixer les deux chapes à la bague intérieure. Le roulement est en outre pourvu de deux rondelles annulaires latérales fixées à la bague intérieure et venant en appui sur la bague extérieure de manière à fermer le volume annulaire intérieur du roulement où se trouvent les rouleaux. Ces rondelles ont une double fonction. D'une part, elles assurent le guidage de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure. Par ailleurs, elles constituent une barrière étanche entre l'intérieur et l'extérieur du roulement, pour éviter les intrusions de polluants dans le roulement et limiter les fuite de lubrifiant de l'intérieur vers l'extérieur du roulement par centrifugation. Les rondelles sont recouvertes, du côté opposé aux rouleaux, d'une couche de matériau élastomère qui vient au contact des deux chapes, de sorte que la force d'appui des rondelles sur la bague extérieure est déterminée par les deux chapes et le boulon de serrage. Les forces d'appui entre les rondelles et la bague extérieure sont donc mal maîtrisées et risquent de provoquer des fuites de graisses hors du roulement par centrifugation soit dès les premières utilisations si le serrage du boulon est insuffisant, soit du fait de l'usure prématurée des surfaces de frottement entre rondelles et bague extérieure en cas de serrage trop important. Dans les documents DE 196 50 731 et DE 199 15 975 sont décrits des roulements disposés entre agrafe et bielle, qui diffèrent du montage précédent par le fait que les rondelles sont fixées à la bague extérieure du roulement et viennent en appui contre la bague intérieure. Le risque de fuite de graisse par centrifugation est alors éliminé. Toutefois, ce type d'assemblage comporte un risque d'usure très rapide car les rondelles sont solidaires de la bague extérieure et pivotent par rapport à aux chapes dont elles ne sont séparée que par un très faible espace. En cas de défaut de positionnement de l'agrafe par rapport à la bielle ou de mouvement axial relatif entre la bague intérieure et la bague extérieure induit par certains modes de vibration du métier, les rondelles et les chapes viennent en contact sur toute la surface des rondelles, induisant un frottement et un échauffement important qui se traduit par la destruction rapide de l'articulation. Ce problème est d'autant plus sensible que la vitesse et la charge augmentent. Pour y remédier, il est nécessaire soit de prévoir un jeu important entre rondelles et chapes, au détriment de l'encombrement axial, soit de rigidifier les rondelles, qui ne peuvent alors pas assurer de compensation en cas de défaut d'alignement entre l'agrafe et la bielle. A ces problèmes s'ajoute celui du frottement important entre les rouleaux et les rondelles, qui se manifeste aussi bien pour les dispositifs du premier type que pour ceux du deuxième type décrits ci-dessus. OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise donc remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer une articulation qui soit compatible avec des vitesses et des charges élevées, et évite les fuites de graisse, dans un encombrement réduit. Pour ce faire, il est proposé, selon un premier 30 aspect de l'invention, un roulement comportant : - une bague extérieure pourvue d'un chemin de roulement définissant un axe géométrique de rotation du roulement; une bague intérieure pourvue d'un chemin de roulement; deux rondelles annulaires rigides fixées à la bague intérieure et s'étendant chacune radialement jusqu'à la bague extérieure pour former avec les bagues intérieure et extérieure un volume annulaire clos, les deux rondelles venant en appui élastique sur la bague extérieure, de manière à assurer le maintien axial relatif entre la bague intérieure et la bague extérieure; des corps roulants disposés dans le volume clos entre les chemins de roulement des bagues intérieure et extérieure; et deux anneaux de frottement des corps roulants s'interposant entre les corps roulants et les rondelles et constitués dans un matériau formé d'une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels un lubrifiant se trouve emprisonné. Les anneaux de frottement, par leur structure poreuse, permettent d'emprisonner le lubrifiant du roulement, de sorte qu'il est possible de fixer les rondelles à la bague intérieure sans risque de fuite de lubrifiant par centrifugation. Les rondelles peuvent alors assurer la fonction de positionnement et de guidage axial élastique de la bague extérieure. Les rondelles doivent être rigides, et sont de préférence en métal. Selon un mode de réalisation particulièrement performant, les rondelles sont en acier inoxydable écroui, qui allie une grande rigidité pour la fonction de centrage élastique de la bague extérieure et une dureté importante pour éviter les usures prématurées au contact entre les rondelles et la bague extérieure. Alternativement, les rondelles peuvent être en acier doux traité en surface pour accroître sa dureté au moins dans la partie des deux rondelles qui vient en appui élastique sur la bague extérieure. Avantageusement, on peut sertir les rondelles sur la bague intérieure. Avantageusement, les anneaux peuvent former les 10 extrémités d'une cage enrobant les corps roulants et entièrement constituée du même matériau formé d'une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels un lubrifiant se trouve emprisonné. 15 Pour tenir des charges importantes tout en conservant un certain degré de liberté axial limité par les rondelles, on prévoit de préférence que les corps roulants soient des rouleaux cylindriques. Pour maximiser la charge, il est possible de prévoir des rouleaux jointifs 20 remplissant tout le volume intérieur du roulement. On propose également, selon un deuxième aspect de l'invention, une articulation oscillante de métier à tisser comportant: 25 - une agrafe pourvue d'un logement ; - un roulement selon le premier aspect de l'invention, dont la bague extérieure est disposée dans le logement de l'agrafe ; - une bielle comportant deux chapes latérales s'étendant 30 dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation et disposées axialement de part et d'autre du roulement, en regard et à distance des rondelles et de la bague extérieure ; et5 - des moyens de fixation des deux chapes à la bague intérieure du roulement. Grâce au jeu entre les chapes latérales et les rondelles, la pression de contact entre les rondelles et la bague extérieure est déterminée essentiellement par la rigidité des rondelles, sans interférence de la bielle. L'on évite que les chapes de la bielle en position 10 nominale interfèrent avec les rondelles en assurant un jeu entre ces pièces. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 15 On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure unique qui représente une articulation selon l'invention, en coupe axiale. 20 EXEMPLE DE RÉALISATION Sur la figure 1 est représentée l'extrémité 10 d'une agrafe destinée à être fixée par exemple à un bras oscillant (non représenté) d'une mécanique d'armure pour la 25 formation de la foule sur un métier à tisser. Cette extrémité 10 forme un oeilleton qui permet de loger un roulement 12 à rouleaux assurant l'articulation de l'agrafe 10 avec une bielle 14 dont on distingue sur la figure une partie d'extrémité formée par deux chapes parallèles 14A, 30 14B. Le roulement 12 définit un axe géométrique de rotation 16 qui servira de référentiel pour l'ensemble de la description. Plus spécifiquement, le roulement 12 est constitué d'une bague extérieure 18, d'une bague intérieure 20, de rouleaux 22 remplissant le volume annulaire 24 entre les deux bagues 18, 20, de deux rondelles rigides 26A, 26B encadrant les rouleaux 22 et fermant axialement le volume annulaire 24, et de deux anneaux 28A, 28B en matériau poreux lubrifiant. La bague extérieure 18 présente une face cylindrique extérieure 30 de fixation à l'oeilleton de l'agrafe 10, un chemin de roulement cylindrique 32 tourné radialement vers l'intérieur et, axialement de part et d'autre du chemin de roulement 32, deux épaulements annulaires d'étanchéité 34A, 34B. La fixation à l'agrafe peut être effectuée par tout moyen approprié, par exemple par une vis traversant l'agrafe et pénétrant radialement dans la bague extérieure. La bague intérieure 20 présente quant à elle un alésage central 36 de fixation à la bielle, un chemin de roulement cylindrique 38 tourné radialement vers l'extérieur et une zone de fixation 40A, 40B pour les rondelles, de part et d'autre du chemin de roulement 38. L'alésage central 36 de la bague intérieure comporte deux pans tronconiques évasés vers l'extérieur 36A, 36B reliés par un pan cylindrique 36C médian. Les rondelles 26A, 26B sont constituées en acier inoxydable écroui afin de présenter une rigidité importante. Comme on le voit sur la figure, les rondelles sont serties à la bague intérieure au niveau des zones de fixation 40A, 40B. Les rondelles 26A, 26B s'étendent chacune dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 16 du roulement et viennent en appui contre les épaulements 34A, 34B de la bague extérieure. Les deux anneaux 28A, 28B forment les deux extrémités axiales d'une cage constituée dans un matériau formé d'une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels un lubrifiant se trouve emprisonné. Chaque anneau présente deux faces planes opposées, l'une au contact des rouleaux 22, l'autre au contact de la rondelle correspondante. La cage comporte en outre des ponts de matière (non représentés) reliant l'un à l'autre les deux anneaux 28A, 28B et enrobant les rouleaux 22. La matrice constitutive de la cage est réalisée à base d'un polymère thermoplastique ou thermodurcissable auquel est mélangée une grande quantité de lubrifiant. Le mélange est ensuite introduit, par exemple par injection ou par centrifugation, dans un moule dans lequel ont été préalablement disposées des formes correspondant aux emplacements réservés pour les rouleaux, en tenant compte du rétreint de la matrice lors de son refroidissement. Le mélange est ensuite réticulé, par exemple par chauffage, pour assurer sa rigidification. Le moule confère à la cage rigidifiée sa forme. On obtient ainsi une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels le lubrifiant se trouve emprisonné. Le polymère peut par exemple être à base de polyéthylène et le lubrifiant être une huile, une graisse ou un mélange d'huile et de graisse. La cage ainsi produite est ensuite montée de manière conventionnelle dans le roulement. D'autres procédés de fabrication peuvent également être envisagés. On peut notamment également introduire le mélange de polymère et de lubrifiant dans un moule contenant les rouleaux eux-mêmes, ce qui simplifie le montage. On peut également introduire le mélange dans un moule comprenant les deux bagues 18, 20 et les rouleaux 22 déjà montés. Lors du fonctionnement du roulement, la matrice poreuse permet d'alimenter continûment en lubrifiant l'interface entre les rouleaux et les bagues 18, 20. De plus, les anneaux forment des coussinets entre les extrémités axiales des rouleaux 22 et les rondelles 26A, 26B. Les chapes 14A, 14B de la bielle présentent chacune une zone de fixation tronconique 42A, 42B de dimension complémentaire aux pans tronconiques 36A, 36B de l'alésage central 36 de la bague intérieure. L'écartement des chapes au repos, avant montage, est inférieur à l'écartement des pans tronconiques 36A, 36B de l'alésage 36. Lors du montage, les chapes sont écartées l'une de l'autre par déformation élastique pour insérer le roulement, puis relâchées pour venir serrer les pans tronconiques 36A, 36B et assurer ainsi une fixation par friction. Un jeu axial J existe entre l'agrafe 10 et chacune des chapes 14A, 14B de la bielle, afin d'éviter tout contact entre ces pièces qui sont en mouvement relatif. De manière remarquable, un jeu existe également entre chaque rondelle 26A, 26B et la chape qui lui fait face, la distance entre les faces extérieures des deux rondelles étant inférieure d'1 à 2mm à la distance entre les faces planes intérieures correspondantes des deux chapes. Ainsi les rondelles 26A, 26B disposent-elles d'un espace pour fléchir en cas de décalage de l'agrafe 10 par rapport à la bielle 14 en direction axiale. Les deux rondelles 26A, 26B assurent de ce fait le guidage et le positionnement axial de l'agrafe 10 par rapport à la bielle 14. En d'autres termes, elles ont une fonction de rappel élastique de la bague extérieure 18 et de l'agrafe 10 vers une position axiale médiane nominale de repos par rapport à la bague intérieure 20 et à la bielle 14. Cette fonction de rappel élastique est d'autant plus importante que le roulement 12 est à rouleaux cylindriques, donc sans capacité d'autocentrage par les corps roulants 22. En cas de déformation importante, l'une des rondelles 26A, 26B peut se retrouver au contact de la chape correspondante 14A, 14B qui vient alors limiter la déflexion de la rondelle. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. Par exemple, la fixation des chapes à la bague intérieure peut être effectuée par tout moyen approprié. En particulier, selon un mode de réalisation non représenté, un boulon composé d'une vis et d'un écrou de forme adaptée vient serrer les parois tronconiques 42A, 42B des deux chapes sur les parois correspondantes 36A, 36B de l'alésage de la bague intérieure pour solidariser par friction la bielle 14 à la bague intérieure 20 du roulement. D'autres moyens de fixation, par exemple des rivets, peuvent être utilisés. Dans une autre variante, on peut prévoir des reliefs sur les surfaces en contact des chapes 14A, 14B et de l'alésage 36, par exemple des cannelures, qui viennent assurer une fixation positive en rotation entre l'alésage et les chapes. Par ailleurs, on peut prévoir que le jeu entre les rondelles et les chapes soit moins important que le jeu entre l'oeilleton de l'agrafe et les chapes. Les rondelles 26A, 26B peuvent le cas échéant être constituées en acier doux, dont la rigidité peut être suffisante pour la fonction de centrage élastique de la bague extérieure 18. Toutefois, un traitement de surface peut alors s'imposer au moins au niveau de l'extrémité libre des rondelles 26A, 26B, pour assurer une dureté suffisante au contact avec la bague extérieure 18. Les deux anneaux 28A, 28B peuvent être le cas échéant deux pièces distinctes non reliées entre elles. Dans ce cas, le roulement peut être pourvu d'une cage indépendante pour le positionnement relatif des rouleaux, ou totalement dépourvu de cage.20 REVENDICATIONS 1. Roulement d'articulation pour un métier à 5 tisser, comportant : une bague extérieure (18) définissant un axe géométrique de rotation (16) du roulement; une bague intérieure (20) ; deux rondelles annulaires rigides (26A, 26B) 10 fixées à la bague intérieure (20) et s'étendant chacune radialement jusqu'à la bague extérieure (18) pour former avec les bagues intérieure et extérieure un volume annulaire clos (24), les deux rondelles (26A, 15 26B) venant en appui élastique sur la bague extérieure (18), de manière à assurer le maintien axial relatif entre la bague intérieure (20) et la bague extérieure (18); des corps roulants (22) disposés dans le volume clos (24) au contact des bagues intérieure (20) et extérieure (18); et deux anneaux (28A, 28B) de maintien des corps roulants (22) s'interposant entre les corps roulants (22) et les deux rondelles (26A, 26B) et constitués dans un matériau formé d'une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels un lubrifiant se trouve emprisonné. 30 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les anneaux (28A, 28B) forment les extrémités axiales d'une cage (28) enrobant les corps 20 25roulants (22), la cage étant entièrement constituée du même matériau formé d'une matrice polymère solide comprenant des pores dans lesquels un lubrifiant se trouve emprisonné. 3. Roulement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les rondelles (26A, 26B) sont métalliques. 10 4. Roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rondelles (26A, 26B) sont en acier inoxydable écroui. 5. Roulement selon la revendication 3, 15 caractérisé en ce que les rondelles (26A, 26B) sont en acier doux traité en surface pour accroître sa dureté au moins dans la partie des deux rondelles (26A, 26B) qui vient en appui élastique sur la bague extérieure (18). 20 6. Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rondelles (26A, 26B) sont serties sur la bague intérieure (20). 25 7. Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps roulants (22) sont des rouleaux cylindriques. 8. Roulement selon la revendication 7, 30 caractérisée en ce que les rouleaux (22) sont jointifs. 9. Articulation oscillante de métier à tisser comportant: - une agrafe (10) pourvue d'un logement ;5- un roulement (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la bague extérieure (18) est disposée dans le logement de l'agrafe ; et - une bielle (14) comportant deux chapes latérales (14A, 14B), les deux chapes (14A, 14B) s'étendant dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation et étant disposées axialement de part et d'autre du roulement, en regard et à distance (J) des rondelles (26A, 26B) et de la bague extérieure (18) et fixées à bague intérieure (20) du roulement (12). 10. Articulation oscillante de métier à tisser selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de fixation des deux chapes à la bague intérieure (20) du roulement. 11. Articulation oscillante selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux chapes (14A, 14B) sont fixées à la bague intérieure (20) du roulement par déformation élastique des chapes.25