Brevet FR3026450A1 — publié le 20160401

ROULEMENT INSTRUMENTÉ ET ENSEMBLE INSTRUMENTÉ ASSOCIÉ DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à un roulement instrumenté dont spécifiquement la bague extérieure tourne, et qui peut être destiné par exemple au guidage en rotation d'une roue non motrice d'un véhicule. Elle se rapporte également par extension à un ensemble instrumenté comportant un tel roulement. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0002] Dans le document EP 0726 468 sont proposées diverses configurations de roulements instrumentés pour le guidage de l'instrumentation de roues motrice ou non-motrices de véhicule. Dans le cas des roues non motrices, le roulement comporte une bague intérieure fixe et une bague extérieure tournante, à laquelle est fixé un codeur magnétique positionné en regard et à distance d'entrefer d'une tête de capteur lisant une information portée par le codeur magnétique. Dans sa forme la plus simple, le codeur magnétique peut comporter une ou plusieurs pistes magnétiques comportant des successions de pôles nord et sud, le cas échéant avec des singularités, et le capteur lit et interprète les variations du champ magnétique tournant induit pour déterminer la vitesse et le cas échéant la position de la bague tournante. Le codeur magnétique est intégré à une bague de codeur sertie à la bague extérieure du roulement. Dans toutes les configurations envisagées, la bague de codeur comporte une armature rigide et une lèvre d'étanchéité tournante venant en appui contre une surface de contact solidaire de la bague intérieure fixe. La bague de codeur a ainsi une fonction additionnelle de protection du volume intérieur du roulement. Suivant un mode de réalisation, la bague de codeur se trouve entièrement à l'intérieur de la bague extérieure, ce qui convient particulièrement bien à des roulements de grand diamètre et sans contrainte de dimensionnement axial. A contrario, cette disposition n'est pas favorable lorsqu'il est nécessaire de limiter la dimension axiale du roulement, ou lorsque l'on souhaite, pour un roulement de faible diamètre, obtenir une précision suffisante, dans la mesure où la précision est une fonction croissante du nombre de pôles sur la circonférence du codeur, et donc du diamètre. Suivant un autre mode de réalisation, la bague de codeur est sertie sur une portée cylindrique extérieure de la bague extérieure, et le codeur proprement dit se trouve positionné axialement à l'extérieur de la bague extérieure, et radialement à l'extérieur du diamètre intérieur de la bague extérieure. L'encombrement axial est toutefois important. De plus, la performance d'étanchéité de la lèvre tournante associée à la bague de codeur est faible, ce qui impose de prévoir un joint à cassette radialement entre la bague intérieure et la bague extérieure et axialement entre les corps roulants et la bague de codeur. L'encombrement axial s'en trouve encore augmenté. Le nombre de pièces est également très important, ce qui renchérit l'assemblage. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0003] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer des moyens qui conjuguent un périmètre de lecture important au niveau du codeur, une bonne qualité d'étanchéité, un faible encombrement et un faible nombre de pièces. [0004] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un roulement instrumenté, comprenant une bague intérieure fixe, une bague extérieure tournante présentant une face radiale annulaire plane, et des corps roulants en contact avec des chemins de roulement formés sur la bague intérieure et sur la bague extérieure. Ce roulement est équipé d'une bague de codeur solidaire de la bague extérieure tournante, qui comporte une armature comportant une paroi radiale annulaire formant une face plane extérieure tournée à l'opposé des chemins de roulement et recouverte au moins partiellement, et de préférence totalement, par un codeur annulaire, et une face plane intérieure tournée vers les chemins de roulement. Le codeur recouvre au moins partiellement la face radiale de la bague extérieure tournante, ce qui lui confère un diamètre et un périmètre importants. Un dispositif de joint statique protège un volume intérieur du roulement, délimité radialement par les chemins de roulement et axialement par la paroi radiale de l'armature de la bague de codeur. Ce dispositif de joint comporte une ou plusieurs lèvres de joint fixes par rapport à la bague intérieure et en contact glissant avec la face intérieure de la paroi radiale de l'armature de la bague de codeur et ne comporte, dans le volume intérieur, aucune lèvre de joint tournant avec la bague extérieure tournante et glissant sur une surface solidaire de la bague intérieure fixe. La bague de codeur participe ainsi à la fonction d'étanchéité en constituant la surface sur laquelle glissent la ou les lèvres de joint fixes lorsque la bague extérieure tourne. Les fonctions de codage et d'étanchéité sont obtenues sans compromis sur la performance et avec une grande économie de moyens. [0005] Le codeur peut être de tout type permettant une lecture par un capteur fixe distant sans contact. Il peut notamment s'agir d'une roue phonique (couronne dentée dont les reliefs sont détectés au passage devant un capteur électromagnétique), d'un codeur optique ou, de préférence, d'un codeur magnétique multipolaire, à une ou plusieurs pistes multipolaires, le cas échéant avec une ou plusieurs singularités. [0006] De préférence, l'armature de la bague de codeur comporte une paroi de fixation annulaire cylindrique ou tronconique solidarisée à une portée annulaire cylindrique ou tronconique complémentaire de la bague extérieure tournante, cette portée étant de préférence tournée radialement vers l'extérieur. Le montage est ainsi particulièrement simple. [0007] La fixation de la bague de codeur à la bague extérieure tournante peut être réalisée par tout moyen approprié. De préférence, la bague de codeur est frettée ou sertie sur la bague extérieure tournante. [0008] De préférence, la ou les lèvres de joint fixes sont en nombre supérieur ou égal à deux. La ou les lèvres de joint fixes comportent au moins une, et de préférence deux, lèvres de joint tronconiques. Dans cette hypothèse, la ou les lèvres de joint fixes glissent sur la face intérieure de la paroi radiale de l'armature de codeur de préférence par leur grand diamètre. [0009] Suivant un mode de réalisation préféré, le dispositif de joint comporte une armature de joint à laquelle sont solidarisées la ou les lèvres de joint fixes, ce qui facilite le montage sur la bague intérieure et permet une meilleure maîtrise du positionnement des lèvres de joint fixes par rapport à la face intérieure de la paroi radiale de l'armature de la bague de codeur. [0010] L'armature de joint peut être fixée à la bague intérieure fixe par tout moyen approprié. Suivant un mode de réalisation, l'armature de joint est sertie sur la bague intérieure fixe. De préférence, l'armature de joint comporte une paroi de fixation annulaire cylindrique ou tronconique en contact avec une portée cylindrique ou tronconique complémentaire de la bague intérieure fixe. [0011] Suivant un mode de réalisation préféré, l'armature de joint comporte une paroi radiale située en regard et à distance de la face intérieure annulaire plane de l'armature de la bague de codeur, la ou les lèvres de joint fixes comportant au moins une, et de préférence au moins deux, lèvres de joint s'étendant de la paroi radiale de l'armature de joint à la face annulaire plane intérieure de l'armature de la bague de codeur. [0012] Suivant un mode de réalisation particulièrement compact, la paroi annulaire cylindrique ou tronconique de l'armature de joint s'étend axialement entre la paroi radiale de l'armature de joint et la paroi annulaire plane de la bague de 15 codeur. [0013] Suivant un mode de réalisation, le dispositif de joint ne comporte aucune lèvre de joint fixe en contact direct avec la bague extérieure tournante. [0014] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un ensemble instrumenté comportant un roulement instrumenté tel que décrit précédemment et 20 un capteur disposé en regard et axialement à distance du codeur. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence à la figure 1 annexée, qui illustre un détail d'un support de roue non motrice d'un véhicule, intégrant un ensemble 25 instrumenté selon un mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION [0016] Sur la figure 1 est illustré une fusée d'essieu 10 équipée d'un roulement instrumenté 12 selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la fusée d'essieu 10 est emmanchée au moins une bague intérieure 14 du roulement 12. Sur la bague intérieure 14 est formé un chemin de roulement intérieur annulaire 16, tourné radialement vers l'extérieur et situé en regard d'un chemin de roulement extérieur 18 d'une bague de roulement extérieure 20 du roulement 12. Des corps roulants 22, ici des billes, roulent sur les chemins de roulement 16, 18 pour assurer le guidage en rotation de la bague extérieure tournante 20, par rapport à la bague intérieure qui est fixe en rotation. L'axe de rotation de la bague extérieure 20 sera également un axe de référence pour la présente description. De manière en soi connue, le roulement illustré ici est un roulement intégré, au sens ou la bague extérieure 20 constitue également un moyeu de roue, et est pourvue pour cette fonction de trous de fixation (non représentés) permettant la fixation directe d'une roue et le cas échéant d'un disque de frein. [0017] La bague extérieure 20 du roulement 12 est équipée d'une bague de codeur 24 constituée d'une armature rigide 26, par exemple métallique, et d'un codeur magnétique multipolaire annulaire 27. L'armature 26 de la bague de codeur 24 est annulaire et présente une section en L, avec une paroi cylindrique de fixation 28 et une paroi radiale 30. La paroi cylindrique 28 est sertie ou frettée sur une portée cylindrique 32 de la bague extérieure 20, tournée radialement vers l'extérieur. La paroi radiale 30 de l'armature recouvre une face radiale 34 d'extrémité de la bague extérieure 20 et fait saillie radialement vers l'intérieur de manière à partiellement refermer l'espace délimité radialement par la bague intérieure 14 et la bague extérieure 20. La paroi radiale 30 présente une face annulaire plane intérieure 36, tournée axialement vers l'intérieur du roulement 12, et une face annulaire plane extérieure 38, tournée vers l'extérieur et recouverte par le codeur annulaire 27. Le codeur annulaire 27 est disposé de manière à recouvrir la face radiale d'extrémité 34 de la bague extérieure 20, et le cas échéant à recouvrir l'ensemble de la face plane extérieure 38 de la paroi radiale. Le codeur annulaire peut également recouvrir la paroi cylindrique de fixation 28. La face intérieure 36 est, dans sa partie recouvrant la face radiale d'extrémité 34 de la bague extérieure 20, en appui contre cette face 34. [0018] La bague intérieure 10 est équipée d'un joint annulaire 40 composé d'une armature 42 à section en L et d'un corps de joint 44 surmoulé sur l'armature 42 et tourné vers la paroi radiale 30 de l'armature 26 de la bague de codeur 24. L'armature 42 du joint annulaire 40 comporte une paroi cylindrique de fixation 46 qui est sertie ou fretté sur une portée cylindrique 48 de la bague intérieure 14, et une paroi radiale 50 s'étendant depuis la paroi cylindrique 46 radialement vers l'extérieur, axialement entre les chemins de roulement 16, 18 et la paroi radiale 30 de l'armature 26 de la bague de codeur 24, à distance de cette paroi 30. La paroi cylindrique de fixation 46 de l'armature 42 du joint 40 s'étend axialement depuis la paroi radiale 50 de l'armature 42 du joint 40 en direction de la paroi radiale 30 de l'armature 26 de la bague de codeur 24, donc à l'opposé des chemins de roulement 16, 18. Le corps de joint 44 comporte deux lèvres de joint tronconiques 52, 54 dont la base se situe au niveau de la paroi radiale 50 de l'armature 42 du joint, et dont l'extrémité libre vient en appui contre la face intérieure 36 de la paroi radiale 30 de l'armature 26 de la bague de codeur 24. [0019] Le joint 40 protège de la pollution extérieure le volume intérieur 56 délimité radialement par les chemins de roulement 16, 18 et axialement par la paroi radiale 30 de l'armature 26 de la bague de codeur 24. Lors de la rotation de la roue, la bague extérieure 20 tourne par rapport à la bague intérieure 14 fixe autour de l'axe de rotation. La paroi radiale 30 de l'armature 26 la bague de codeur 24 tourne par rapport aux lèvres du joint 52, 54, qui glissent sur la face plane annulaire intérieure 46 de l'armature 26. Un capteur peut être inséré dans un logement 58 ménagé dans la fusée d'essieu 10, axialement en face et à distance du codeur 27 pour lire l'information magnétique portée par le codeur 27 lors de la rotation de la roue. [0020] De manière remarquable, le roulement n'est pas équipé, du côté des chemins de roulement 16, 18 ou est situé la bague de codeur 24, de lèvres de joints tournant avec la bague extérieure. L'ensemble obtenu est particulièrement compact axialement et radialement, tout en offrant un grand périmètre utile de lecture pour le codeur. [0021] De nombreuses variantes sont possibles. La bague extérieure peut être emmanchée dans une pièce constituant un moyeu de roue. Les corps roulants peuvent être des rouleaux. L'une ou l'autre des bagues peut comporter plus d'un chemin de roulement, pour réaliser un roulement à plusieurs rangées de corps roulants. La fixation de la bague de codeur sur la bague extérieure du roulement peut être faite par tout moyen, de même que la fixation du joint annulaire sur la bague intérieure. Le joint peut présenter un nombre de lèvres supérieur à deux, ou une lèvre unique. L'orientation de la ou des lèvres peut être axiale. Enfin, le roulement instrumenté n'est pas limité à l'équipement d'une roue de véhicule, mais peut également être appliquée à d'autre application dans lesquelles une bague extérieure tournante fait face à une bague intérieure fixe. REVENDICATIONS1. Roulement instrumenté (12), comprenant une bague intérieure fixe (14), une bague extérieure tournante (20) présentant une face radiale annulaire plane (34), des corps roulants (22) en contact avec des chemins de roulement (16, 18) formés sur la bague intérieure fixe (14) et la bague extérieure tournante (20), une bague de codeur (24) solidaire de la bague extérieure tournante (20), comportant une armature (26) comportant une paroi radiale annulaire (30) formant une face plane extérieure (38) tournée à l'opposé des chemins de roulement (16, 18) et recouverte au moins partiellement, et de préférence totalement, par un codeur annulaire (27), et une face plane intérieure (36) tournée vers les chemins de roulement (16, 18), le codeur (27) recouvrant au moins partiellement la face radiale (34) de la bague extérieure tournante (20), et un dispositif de joint statique (40) protégeant un volume intérieur (56) du roulement, délimité radialement par les chemins de roulement (16, 18) et axialement par la paroi radiale (30) de l'armature (26) de la bague de codeur (24), caractérisée en ce que le dispositif de joint (40) comporte une ou plusieurs lèvres de joint (52, 54) fixes par rapport à la bague intérieure (14) et en contact glissant avec la face intérieure (46) de la paroi radiale (30) de l'armature (26) de la bague de codeur (24) et ne comporte, dans le volume intérieur (56), aucune lèvre de joint tournant avec la bague extérieure tournante (20) et glissant sur une surface solidaire de la bague intérieure fixe (14). 2. Roulement instrumenté selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature (26) de la bague de codeur comporte une paroi de fixation annulaire cylindrique ou tronconique (28) solidarisée à une portée annulaire (32) cylindrique ou tronconique complémentaire de la bague extérieure tournante (20). 3. Roulement instrumenté selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portée complémentaire (32) de la bague extérieure tournante est tournée radialement vers l'extérieur. 4. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de codeur (24) est frettée ou sertie sur la bague extérieure tournante (20). 5. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les lèvres de joint fixes (52, 54) sont en nombre supérieur ou égal à deux. 6. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les lèvres de joint fixes (52, 54) comportent au moins une, et de préférence deux, lèvres de joint tronconiques. 7. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de joint (40) comporte une armature de joint (42) à laquelle sont solidarisées la ou les lèvres de joint fixes (52, 56). 8. Roulement instrumenté selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'armature de joint (42) est frettée ou sertie sur la bague intérieure fixe (14). 9. Roulement instrumenté selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que l'armature de joint (42) comporte une paroi de fixation annulaire cylindrique ou tronconique (46) en contact avec une portée cylindrique ou tronconique complémentaire (48) de la bague intérieure fixe (14). 10. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'armature de joint (42) comporte une paroi radiale (50) située en regard et à distance de la face intérieure annulaire plane (36) de la paroi radiale (34) de l'armature (26) de la bague de codeur (24), la ou les lèvres de joint fixes (52, 54) comportant au moins une lèvre de joint s'étendant de la paroi radiale (50) de l'armature de joint (42) à la face annulaire plane intérieure (36) de la paroi radiale (30) de l'armature (26) de la bague de codeur (24). Roulement instrumenté selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la paroi de fixation (46) de l'armature de joint (42) s'étend axialement entre la paroi radiale (50) de l'armature de joint (42) et la paroi radiale (30) de la bague de codeur. Roulement instrumenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de joint (40) ne comporte aucune lèvre de joint fixe en contact direct avec la bague extérieure tournante. Ensemble instrumenté comportant un roulement instrumenté (12) et un capteur, caractérisé en ce que le roulement instrumenté (12) est selon l'une quelconque des revendications précédentes, le capteur étant disposé en regard et axialement à distance du codeur.11. 12. 13.20