Brevet FR3023882A1 — publié le 20160122

.07.2015 2014P00304FR Description Palier à rouleaux à surface de roulement oblique La présente invention concerne un palier à rouleaux avec contact linéaire avec une partie extérieure de palier et une partie intérieure de palier formant respectivement une surface de roulement pour au moins un corps de rouleau disposé entre elles, le corps de rouleau touchant ses surfaces de roulement pendant un mouvement de roulement le long d'une ligne. Les paliers à rouleau avec contact linéaire sont généralement tous considérés comme des paliers à rouleau ne représentant pas des paliers sphériques. En font partie par exemple les paliers cylindriques et les paliers coniques, ainsi que les paliers à aiguilles radiaux ou les paliers toroïdaux. Un inconvénient dans les paliers à rouleau avec contact linéaire est toutefois que le lubrifiant ne peut souvent pas être réparti sur toute la longueur du corps de rouleau, de sorte qu'il y a souvent trop peu de lubrifiant, notamment dans la région intérieure de la ligne de contact. On connaît dans l'état de la technique correspondant au document EP 1 775 484 un palier à aiguilles radial dont la surface de roulement intérieure se rétrécit dans une zone partielle. Les aiguilles se placent localement et temporairement au-dessus du siège de palier, de sorte que le lubrifiant peut être amené directement aux aiguilles. Un inconvénient de cet état de la technique est toutefois que les aiguilles ne sont que peu maintenues dans la région fortement rétrécie du siège de palier. Une région des aiguilles est en outre recouverte de façon constante par le siège de palier, de sorte que dans ce cas aussi, la région recouverte peut n'être qu'insuffisamment alimentée en lubrifiant. La région centrale est notamment en l'occurrence la région centrale la plus sollicitée. L'objectif de la présente invention est donc de mettre à disposition un palier à rouleaux avec contact linéaire présentant une lubrification améliorée. Cet objectif est atteint grâce à un palier à rouleaux selon la revendication 1. Selon la présente invention, un palier à rouleaux avec contact linéaire est mis à disposition avec une partie extérieure de palier et une partie intérieure de palier formant respectivement une surface de roulement pour au moins un corps de rouleau disposé entre elles. Le corps de rouleau touche pour ce faire ses surfaces de roulement pendant un mouvement de roulement le long d'une ligne. L'au moins un corps de rouleau présente en outre une longueur de corps de rouleau axiale, la surface de roulement de la bague de palier extérieure présente une largeur de surface de roulement extérieure axiale et la surface de roulement de la bague de palier intérieure présente une largeur de surface de roulement intérieure axiale, la largeur de surface de roulement extérieure et/ou la largeur de surface de roulement intérieure étant, au moins dans une première zone partielle périphérique du palier à rouleaux, inférieures à la largeur de corps de rouleau. Pour améliorer la lubrification des corps de rouleau le long de leur longueur totale et amener le lubrifiant à tous les endroits des corps de rouleau, la présente invention se base sur l'idée de réaliser au moins une des surfaces de roulement dans la première zone partielle de façon oblique par rapport à une direction de roulement de l'au moins un corps de rouleau. Le caractère oblique de la surface de roulement permet de recouvrir différentes zones partielles de la longueur de corps de rouleau, de sorte que le lubrifiant, notamment un brouillard de lubrifiant, peut atteindre tous les endroits des corps de rouleau, améliorant ainsi la lubrification totale. Il est particulièrement avantageux de réaliser la première zone partielle au niveau d'une zone du palier à rouleaux la moins sollicitée possible. La surface de roulement de la bague extérieure peut ainsi être réalisée de façon oblique, par exemple dans le cas de paliers à rouleau chargés avec une charge ponctuelle s'exerçant sur la bague extérieure. Dans le cas de charges radiales découlant du mouvement de rotation, par exemple en cas de support sur palier radial d'un arbre à balourd, la partie intérieure du palier à rouleaux présente une zone de charge par rapport à sa périphérie. La surface de roulement oblique peut alors être réalisée par exemple à l'extérieur de la zone de charge. Ceci présente l'avantage que dans la région de la zone de charge, le support sur palier radial est certes dimensionné en fonction de la charge attendue mais permet d'éviter un surdimensionnement du palier radial à l'extérieur de la zone de charge. Ceci permet d'économiser du poids et du matériau et ainsi de réduire les coûts. La taille, étudiée avec un haut degré de précision, des surfaces de roulement de palier à rouleaux peut en outre être réduite, ce qui réduit les coûts. Un autre exemple de réalisation est ainsi préféré, celui-ci n'étendant pas la forme oblique des surfaces de roulement sur la totalité de la surface périphérique du palier à rouleaux mais au moins une des surfaces de roulement étant réalisée pour l'essentiel parallèlement à la direction de roulement de l'au moins un corps de rouleau dans une deuxième zone partielle périphérique du palier à rouleaux. Ceci permet d'assurer que le palier à rouleaux garantit un maintien suffisant aux corps de rouleau, mettant notamment à disposition un support sur palier radial d'un arbre à balourd dans la zone de charge. On préfère notamment que la largeur de surface de roulement extérieure et/ou la largeur de surface de roulement intérieure soient réalisées, dans la deuxième zone partielle périphérique, de façon à être pour l'essentiel supérieures ou égales à la longueur de corps de rouleau. Ceci permet d'assurer un maintien particulièrement bon des corps de rouleau. Selon un autre exemple de réalisation avantageux, au moins une des surfaces de roulement comporte dans la première zone partielle un gondolage ou un crantage orienté dans la direction axiale. La surface de roulement peut par exemple prendre une forme de Z ou une forme de M. Il va de soi que toute autre forme offrant une surface de roulement oblique peut également être réalisée. Lesdits façonnages présentent toutefois l'avantage qu'ils peuvent être réalisés de façon particulièrement simple. Selon un autre exemple de réalisation avantageux, la partie intérieure et/ou la partie extérieure comportent au moins dans la deuxième zone partielle au moins un bord servant au support sur palier axial des corps de rouleau. De tels bords, également connus sous le nom de bord de guidage et d'arrêt, servent de fixation axiale aux corps de rouleau. Un exemple de réalisation dans lequel au moins un canal de lubrifiant ouvert au moins en partie en direction de la surface de roulement est réalisé dans la partie extérieure et/ou la partie intérieure du palier à rouleaux est également avantageux. Ceci permet d'amener le lu- brifiant encore mieux aux endroits difficilement accessibles des corps de rouleau et permet simultanément de choisir une largeur relativement grande pour la surface de roulement, et ce également dans la première zone partielle, garantissant ainsi un maintien particulièrement bon des corps de rouleau également dans la première zone partielle. Il est notamment avantageux que le canal de lubrifiant soit configuré de telle sorte que les corps de rouleau soient également maintenus dans la région du canal de lubrifiant par les surfaces de roulement. Un tel maintien peut par exemple être obtenu en permettant au canal de lubrifiant de présenter une longueur, au moins dans la région ouverte en direction de la surface de roulement, dont la direction longitudinale forme un angle par rapport au contact linéaire des corps de rouleau. Cette configuration en angle permet de s'assurer que les corps de rouleau sont toujours en contact avec les surfaces de roulement au moins le long d'une partie de la ligne de contact des corps de rouleau. Tel qu'évoqué ci-dessus, un bord est réalisé au niveau de la partie intérieure et/ou de la partie extérieure pour réaliser la fixation axiale des corps de rouleau, ce qui permet qu'au moins un alésage soit réalisé dans le bord, ledit alésage étant relié sur le plan fluidique au canal de lubrifiant. On garantit ainsi l'amenée de lubrifiant directement aux corps de rouleau. Il convient notamment d'évoquer que le canal de lubrifiant peut être réalisé non seulement dans la première zone partielle mais aussi dans la deuxième zone partielle, de sorte que dans la première zone partielle, les corps de rouleau sont alimentés en lubrifiant via la surface de roulement oblique, tandis que dans la deuxième zone partielle, ils sont alimentés en lubrifiant via le canal de lubrifiant. Il va de soi qu'il est également possible de mettre à disposition plusieurs canaux de lubrifiant disposés tant dans la première que dans la deuxième zone partielle. Une telle configuration d'un palier à rouleaux est notamment avantageuse dans un exemple de réalisation dans lequel les surfaces de roulement de la partie intérieure et/ou les surfaces de roulement de la partie extérieure prennent la forme d'un siège de palier d'un support sur palier radial, notamment d'un support sur palier radial d'un arbre à balourd. Étant donné que dans le cas des arbres à balourd, il est particulièrement important de bien lubrifier les corps de rouleau du support sur palier radial, la surface de roulement s'étendant de façon oblique selon l'invention garantit que le lubrifiant peut être amené dans toutes les régions du corps de rouleau. Le canal de lubrifiant selon l'invention permet également d'amener le lubrifiant dans la zone de charge de l'arbre à balourd au niveau des corps de rouleau. D'autres avantages et modes de réalisation avantageux sont fournis dans les sous-revendications, la description et les dessins. La présente invention va être décrite par la suite plus en détail à l'aide des exemples de réalisation représentés sur les dessins. Les exemples de réalisation visent uniquement à servir d'exemples et ne déterminent pas la portée de la demande. La portée est définie par les seules revendications annexées. La figure 1 illustre une représentationreprésentation schématique d'une partie d'un premier exemple de réalisation du palier à rouleaux selon l'invention ; la figure 2 illustre une représentation schématique d'une autre forme de surface de roulement possible du palier à rouleaux selon l'invention ; les figures 3a à 3c illustrent des représentationreprésentations schématiques d'une partie d'un deuxième exemple de réalisation d'un palier à rouleaux selon l'invention ; la figure 4 illustre une représentationreprésentation schématique d'une partie d'un troisième exemple de réalisation du palier à rouleaux selon l'invention. Des éléments similaires ou à action similaire seront caractérisés par la suite avec les mêmes références. La figure 1 illustre une représentation schématique pratiquée sur un palier à rouleaux 1, dont seuls la partie intérieure 2 et un corps de rouleau 4 logé dans une cage 6 sont représentés. Une partie extérieure (non représentée) délimiterait à l'extérieur le palier à rouleaux 1 et/ou le corps de rouleau 4 dans le plan radial. La figure 1 illustre que la partie intérieure 2 et ainsi également la partie extérieure non représentée tournent autour d'un axe de rotation A commun, amenant ainsi les corps de rouleau 4 à se déplacer dans le sens de la longueur dans la direction R au niveau de la partie intérieure 2. Une surface de roulement 8 touchant les corps de rouleau 4 le long d'une ligne 10 est réalisée au niveau de la partie intérieure 2. Étant donné que les corps de rouleau 4 sont réalisés de façon à entrer au contact le long de la ligne 10, dénommée ligne de contact, de la surface de roulement 8 de la partie intérieure 2, un tel palier à rouleaux 1 désigne également le palier à rouleaux avec contact linéaire. Les corps de rouleau 4 eux-mêmes peuvent prendre une forme cylindrique, comme dans le cas du palier à aiguilles représenté, mais aussi prendre la forme d'un corps de rouleau de forme conique ou toroïdale. Seuls les paliers sphériques avec contact ponctuel des corps de rouleau avec les surfaces de roulement ne sont pas inclus dans les paliers à rouleau avec contact linéaire. La figure 1 montre que la partie intérieure 2 comporte une première zone partielle I et une deuxième zone partielle II, une largeur axiale BI de la surface de roulement 8 étant inférieure dans la première zone partielle I à une largeur axiale Bu de la surface de roulement 8 dans la deuxième zone partielle II. La largeur axiale BI, Bu est définie pour l'essentiel parallèlement à l'axe de rotation A. Etant donné que la surface de roulement 8 contenue dans la première zone partielle I présente une plus petite largeur BI que dans la deuxième zone partielle, des évidements 12, 14 dans lesquels les corps de rouleau 4 ne sont pas maintenus par la partie intérieure 2 sont réalisés dans la partie intérieure 2 du palier à rouleaux 1 dans le plan axial, au niveau de la surface de roulement, dans la première zone partielle I. Le lubrifiant, par exemple sous la forme d'un brouillard de lubrifiant, peut être amené directement dans ces évidements 12, 14 au niveau du palier à rouleaux 4, de sorte que les corps de rouleau 4 puissent entrer au contact du lubrifiant également au niveau des points perpendiculaires à la surface de roulement 8. Pour charger dans la mesure du possible tous les endroits des corps de rouleau 4 en lubrifiant, la surface de roulement 8 de la première zone partielle I n'est pas orientée parallèlement selon la présente invention en direction de la direction de roulement R réalisée pour l'essentiel perpendiculairement à l'axe de rotation A mais de façon oblique par rapport à la direction de roulement R. Les corps de rouleau 4 peuvent ainsi être alimentés en lubrifiant dans la première zone partielle I sur la totalité de leur longueur L. Ceci permet d'éviter que trop peu de lubrifiant ou pas de lubrifiant du tout soit amené à certains endroits, notamment dans une région centrale 16 du corps de rouleau 4. Comme le montre en outre la figure 1, les niches 12, 14 et/ou le biseau de la surface de roulement 8 peuvent être réalisés de telle sorte que les niches 12, 14 s'étendent respectivement jusqu'à un centre 17 des corps de rouleau et/ou jusqu'à un centre 17 des corps de rouleau 4, de façon à permettre une lubrification directe de la région centrale 16 des corps de rouleau 4. Bien qu'il soit également possible d'opter pour une autre configuration oblique axiale des surfaces de roulement, la figure 1 illustre une configuration en forme de Z de la surface de roulement. La figure 2 illustre par exemple une configuration de la surface de roulement 8 avec une double pente en forme de crantage, de sorte que les surfaces de roulement 8 prennent une configuration en forme de M. Cet exemple de réalisation garantit un guidage du lubrifiant particulièrement bon au niveau des corps de rouleau 4. La deuxième zone partielle II du palier à rouleaux 1 peut, de façon connue, s'étendre sur l'ensemble de la longueur L des corps de rouleau 4 et maintenir les corps de rouleau 4. Pour mettre à disposition une lubrification des corps de rouleau 4 dans cette région également, il est possible de réaliser dans cette région un canal de lubrifiant 18, comme le montre la figure 3. Le canal de lubrifiant 18 s'étend en l'occurrence sur l'ensemble de la largeur Bu de la partie intérieure 2, de façon à permettre de guider le lubrifiant jusqu'au palier à rouleaux depuis les deux côtés axiaux. La figure 3 montre en outre qu'une orientation longitudinale 20 du canal de lubrifiant 18 est réalisée non pas parallèlement à l'axe de rotation A ou perpendiculairement à la direction de déplacement R des corps de rouleau 4, mais de façon oblique par rapport à ceux-ci avec un angle a, de sorte que les corps de rouleau 4 sont toujours maintenus par la surface de roulement 8 de la partie intérieure 2. La configuration en angle produit en outre une direction d'extraction préférée du lubrifiant dans le canal de fluide en cas de direction de rotation donnée de la partie de palier. Comme le montre notamment la représentation de la figure 3b, le canal de lubrifiant 18 est réalisé de façon à s'ouvrir en direction de la surface de roulement 8, de façon à pouvoir amener le lubrifiant sortant du canal de lubrifiant 18 aux corps de rouleau 4. Le canal de lubrifiant 18 lui-même peut être réalisé droit ou, tel qu'illustré, arqué. Il est également possible que le canal de lubrifiant s'étende en forme de vagues ou de dents sur l'ensemble de la largeur de la partie intérieure ou de la partie extérieure. Un tel exemple de configuration est illustré sur la figure 3c. Comme le montre l'exemple de réalisation illustré sur la figure 4, le canal de lubrifiant 18 peut être réalisé non seulement dans la deuxième zone partielle II mais, en variante ou en sus, également dans la première zone partielle I. La figure 4 montre de nouveau qu'une di- rection longitudinale 20 du canal de lubrifiant 18 forme un angle tant par rapport à l'axe de rotation A qu'à la direction du mouvement de roulement R des corps de rouleau 4. Ceci permet de garantir que les corps de rouleau 4 soient toujours maintenus par la surface de roulement 8 de la partie intérieure 2 le long d'au moins une grande partie de leur ligne de contact 10. Dans l'ensemble, le palier à rouleaux 1 selon l'invention permet d'améliorer significativement l'alimentation en lubrifiant des paliers à rouleau avec contact linéaire. Le caractère oblique de la surface de roulement dans une zone partielle I du palier à rouleaux 1 permet d'amener le lubrifiant directement aux corps de rouleau 4. Il va de soi que selon la présente invention, la configuration du palier à rouleaux 1 peut être réalisée tant au niveau de la partie intérieure qu'au niveau de la partie extérieure. Même si sur les figures, seule la partie intérieure est équipée de la surface de roulement s'étendant de façon oblique correspondante, il va de soi que pour l'homme du métier, la surface extérieure pourra être réalisée en variante ou en sus de façon similaire. 9 3023882 08.07.2015 2014P00304FR Liste des références 1 Palier à rouleaux 2 Partie intérieure 4 Corps de rouleau 6 Cage 8 Surface de roulement 10 Ligne de contact 12, 14 Niches 16 Région centrale des corps de rouleau 17 Centre des corps de rouleau 18 Canal de lubrifiant 20 Direction longitudinale du canal de lubrifiant A Axe de rotation R Direction de roulement des corps de rouleau I Première zone partielle II Deuxième zone partielle BI Largeur de la surface de roulement dans la première zone partielle BR Largeur de la surface de roulement dans la deuxième zone partielle L Longueur des corps de rouleau REVENDICATIONS1 Palier à rouleaux (1) avec contact linéaire avec une partie extérieure de palier et une partie intérieure de palier (2) formant respectivement une surface de roulement (8) pour au moins un corps de rouleau disposé entre elles (4), le corps de rouleau (4) touchant ses surfaces de roulement (8) pendant un mouvement de roulement le long d'une ligne (10) et l'au moins un corps de rouleau (4) présentant une longueur de corps de rouleau axiale (L), la surface de roulement (8) de la bague de palier extérieure présentant une largeur de surface de roulement extérieure axiale (B) et la surface de roulement (8) de la bague de palier intérieure (2) présentant une largeur de surface de roulement intérieure axiale (B), la largeur de surface de roulement extérieure (BI) et/ou la largeur de surface de roulement intérieure (BI) étant plus réduites, au moins dans une première zone partielle périphérique (I), que la longueur de corps de rouleau (L), caractérisé en ce que dans la première zone partielle (I) au moins une des surfaces de roulement (8) s'étend de façon oblique par rapport à une direction de roulement (R) de l'au moins un corps de rouleau (4). 2. Palier à rouleaux (1) selon la revendication 1, au moins une des surfaces de roule- ment (8) prévue dans une deuxième zone partielle périphérique (II) s'étendant pour l'essentiel parallèlement à la direction de roulement (R) de l'au moins un corps de rouleau (4). 3 Palier à rouleaux (1) selon la revendication 1 ou 2, la largeur de surface de roulement extérieure (Bu) et/ou la largeur de surface de roulement intérieure (Bu) étant supé-rieures ou égales, au moins dans une deuxième zone partielle périphérique (II), à la longueur de corps de rouleau (L). 4. Palier à rouleaux (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins une des surfaces de roulement (8) comportant au moins dans la première zone partielle (I), dans la direction axiale, un gondolage et/ou un crantage. 5. Palier à rouleaux (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins une des surfaces de roulement (8) présentant au moins dans la deuxième zone partielle une forme de Z, une forme de N et/ou une forme de M. 6. Palier à rouleaux (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins un canal de lubrifiant (18) au moins en partie ouvert en direction de la surface de roulement (8) étant réalisé dans la partie extérieure et/ou la partie intérieure (2). 7. Palier à rouleaux (1) selon la revendication 6, le canal de lubrifiant (18) étant réalisé dans la première et/ou la deuxième zone partielle (I ; II). 8. Palier à rouleaux (1) selon la revendication 6 ou 7, les corps de rouleau (4) étant réalisés de façon à être maintenus par les surfaces de roulement (8) au moins le long d'une partie de la ligne de contact (10) sur la totalité de la périphérie du palier à rouleaux (1). 9. Palier à rouleaux (1) selon les revendications 6 à 8, le canal de lubrifiant (18) présentant, au moins dans la région ouverte en direction de la surface de roulement (8), une longueur dont la direction longitudinale (20) forme un angle par rapport au contact linéaire (10) des corps de rouleau (4). 10. Palier à rouleaux (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la surface de roulement (8) de la partie intérieure et/ou la surface de roulement de la partie extérieure prenant la forme d'un siège de palier d'un support sur palier radial, notamment d'un support sur palier radial d'un arbre à balourd.