Brevet FR3080657A1 — publié le 20191101

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe intérieur, un organe extérieur et des corps roulants disposés dans un espace de roulement formé entre lesdits organes pour permettre la rotation relative de l'organe intérieur par rapport à l'organe extérieur. Elle s'applique en particulier à un palier à roulement pour le montage en rotation du rotor d'un moteur électrique, l'organe intérieur étant solidaire en rotation dudit rotor et l'organe extérieur étant fixé à une structure. On connaît des paliers à roulement dans lesquels l'organe intérieur tournant comprend une bague présentant une piste de roulement et une paroi intérieure qui est associée, notamment par emmanchement, autour d'une portée extérieure d'un moyeu dudit organe intérieur, ledit moyeu pouvant notamment faire partie d'un rotor ou être sous la forme d'un manchon d'association à un tel rotor. Notamment dans ce type de montage, on peut souhaiter connaître en temps réel et avec une fiabilité optimale au moins une information relative à la rotation de l'organe tournant, par exemple un paramètre de rotation tel que sa position, sa vitesse, son accélération ou son sens de rotation. Pour ce faire, on connaît des dispositifs comprenant un codeur présentant une piste codeuse qui est apte à générer un signal représentatif de sa rotation, ainsi qu'un capteur apte à déterminer une telle information par détection du signal généré. Ainsi, en équipant l'organe intérieur tournant avec le codeur et en fixant le capteur à distance de lecture du signal généré par ledit codeur, on peut déterminer au moins une information relative à la rotation dudit organe. De façon avantageuse, le codeur comprend une armature de solidarisation dont une section est associée en rotation sur une paroi de l'organe tournant, ladite section d'association étant entourée par une paroi périphérique sur laquelle la piste codeuse est disposée. 2 Pour fiabiliser l'association de la bague sur le moyeu, il est connu de prévoir une gorge sur la portée extérieure dudit moyeu, dans laquelle un anneau d'arrêt est disposé en présentant un segment intérieur immobilisé axialement dans ladite gorge et un segment extérieur en saillie de ladite gorge pour former une butée 5 axiale de ladite association. En particulier, il est connu d'utiliser un anneau élastique, par exemple de type "Circlip" avec une géométrie annulaire fendue, dont le diamètre peut varier de manière réversible pour permettre son montage dans la gorge. Toutefois, lorsque la vitesse de rotation est élevée, comme c'est le cas dans les moteurs électriques, la force centrifuge exercée sur l'anneau est importante, ce qui peut entraîner un déplacement dudit anneau hors de ladite gorge et donc une perte d'efficacité de la butée axial conféré par ledit anneau. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un tel palier à roulement dans lequel la bague intérieure est associée au moyeu tournant de manière fiable, et ce même en cas de vitesse de rotation élevée. 20 A cet effet, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe extérieur et un organe intérieur délimitant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants sont disposés pour permettre la rotation relative dudit organe intérieur par rapport audit organe extérieur, ledit organe intérieur comprenant une bague présentant une piste de roulement et une paroi intérieure 25 qui est associée autour d'une portée extérieure d'un moyeu dudit organe intérieur, ladite portée comprenant une gorge dans laquelle un anneau est disposé en présentant un segment intérieur immobilisé axialement dans ladite gorge et un segment extérieur en saillie de ladite gorge pour former une butée axiale de l'association de la bague sur le moyeu, l'organe intérieur étant équipé 30 d'un codeur présentant une piste codeuse qui est apte à générer un signal représentatif de sa rotation, ledit codeur comprenant une armature de solidarisation en rotation audit organe intérieur, l'armature de solidarisation 10 15 3 présentant au moins une saillie qui est disposée autour de l'anneau pour empêcher un déplacement radial dudit anneau dans la gorge. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui 5 suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 1 a étant une vue agrandie de la figure 1 ; - la figure 2 est une vue en perspective de l'armature des figures 1 et 1 a, la 1 0 figure 2a étant une vue agrandie de la figure 2. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un palier à roulement, en particulier pour le montage en rotation du rotor d'un moteur électrique. 15 Le palier comprend un organe intérieur 1 et un organe extérieur 2 délimitant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants 3 sont disposés pour permettre la rotation relative dudit organe intérieur par rapport audit organe extérieur autour d'un axe. 20 Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation du palier (horizontal sur les figures 1 et 1 a). En particulier, le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe. 25 Dans l'application considérée, l'organe intérieur 1 tournant comprend un moyeu 4, par exemple faisant partie du rotor d'un moteur électrique, ou sous la forme d'un manchon d'association à un tel rotor, l'organe extérieur 2 étant fixé à une structure. 30 L'organe intérieur 1 comprend une bague intérieure 5 présentant une piste de roulement extérieure 6. De même, l'organe extérieur 2 comprend une bague extérieure qui est montée autour de la bague intérieure 5 en présentant une piste de roulement intérieure 7 qui est disposée en regard radial de la piste de 4 roulement extérieure 6, les pistes 6, 7 formant entre elles un chemin de roulement pour une rangée de corps roulants 3 sous forme de billes. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation particulier de la 5 géométrie du palier, en particulier relativement aux géométries des corps roulants 3 et/ou des organes 1, 2. La bague intérieure 5 présente une paroi intérieure 8 qui est associée autour d'une portée extérieure 9 du moyeu 4. En particulier, le moyeu 4 présente un 10 bord avant 21 s'étendant radialement depuis une extrémité avant de la portée extérieure 9, la bague intérieure 5 étant associée par emmanchement sur ladite portée en venant en appui axial sur ledit bord. Dans la description, les termes « avant » et « arrière » sont relatifs à une 15 disposition par rapport au sens d'emmanchement de la bague intérieure 5 sur le moyeu 4, à savoir respectivement à gauche et à droite sur les figures 1 et 1 a. Pour fiabiliser l'association de la bague 5 sur le moyeu 4, la portée extérieure 9 comprend une gorge arrière 10 dans laquelle un anneau 11 est disposé en 20 présentant un segment intérieur 11 a immobilisé axialement dans ladite gorge et un segment extérieur 11 b en saillie de ladite gorge pour former une butée axiale arrière de l'association de ladite bague sur ledit moyeu. Ainsi la bague intérieure 5 est immobilisée axialement entre le bord avant 21 et l'anneau 11. 25 De façon avantageuse, l'anneau 11 est un anneau élastique dont le diamètre peut varier de manière réversible pour permettre son montage dans la gorge 10. Selon une réalisation, l'anneau 11 présente une géométrie annulaire fendue, par exemple de type "Circlip". 30 Pour connaître en temps réel et avec une fiabilité optimale au moins une information relative à la rotation de l'organe tournant 1, par exemple un paramètre de rotation tel que sa position, sa vitesse, son accélération ou son sens de 5 rotation, ledit organe intérieur est équipé d'un codeur 12 présentant une piste codeuse 12a qui est apte à générer un signal représentatif de sa rotation. Le codeur 12 comprend une armature 13 de solidarisation en rotation à l'organe 5 intérieur 1, ladite armature présentant une section extérieure 13a sur laquelle la piste codeuse 12a est disposée. De façon avantageuse, l'armature 13 est réalisée en tôle métallique emboutie pour la conformer selon la géométrie annulaire souhaitée. 10 En particulier, la section extérieure 13a présente une face extérieure qui est recouverte d'un matériau apte à générer le signal. Selon une réalisation, la piste codeuse 12a est magnétique, notamment multipolaire en présentant une succession alternée de paires de pôles Nord et Sud qui s'étend selon la direction de rotation du codeur 12. Ainsi, la piste codeuse 12a est apte à émettre un signal 15 magnétique périodique représentatif du déplacement du codeur 12, notamment un signal de forme pseudo-sinusoïdal. Selon une réalisation avantageuse, le codeur 12 peut présenter deux ou trois pistes codeuses 12a, par exemple disposées concentriquement, pour pouvoir déterminer l'information de rotation souhaitée. 20 En particulier, un aimant peut être associé sur la section extérieure 13a, ledit aimant pouvant être formé d'une matrice annulaire, par exemple réalisée à base d'un matériau plastique ou élastomère, dans laquelle sont dispersées des particules magnétiques, notamment des particules de ferrite ou de terres rares 25 comme le NdFeB, ladite matrice étant surmoulée sur la section extérieure 13a. Le palier à roulement comprend en outre un capteur (non représenté) apte à détecter le signal généré par la/les piste/s codeuse/s 12a, ledit capteur étant disposé à distance de lecture de ladite/lesdites piste/s, ledit capteur comprenant 30 en outre des moyens de traitement dudit signal pour déterminer l'information de rotation souhaitée. 6 L'armature 13 présente une section d'arrêt 13b qui est interposée entre la bague intérieure 5 et le segment extérieur 11 b de l'anneau 11, ladite bague intérieure étant en butée axiale sur ledit segment extérieur par l'intermédiaire de ladite section d'arrêt. 5 Ainsi, l'anneau d'arrêt 11, en plus de fiabiliser l'association de la bague 5 au moyeu 4, fiabiliser la solidarisation en rotation du codeur 12 sur l'organe intérieur 1, et ce même lors d'une rotation à vitesse élevée dudit organe intérieur. 10 En particulier, l'anneau d'arrêt 11 permet de limiter les risques de déplacements et/ou de déformations de l'armature 13 afin, en limitant les risques de variations du positionnement de la piste codeuse 12a par rapport au moyeu 4, de garantir la fiabilité de l'information lue par le capteur. 15 L'anneau 11 présente une face avant 11c sur laquelle la section d'arrêt 13b est en appui axial, et une face arrière 11 d en appui sur une face complémentaire 10a de la gorge 10. En relation avec les figures, la face arrière 11d et la face complémentaire 10a s'étendent radialement. 20 De façon avantageuse, la face arrière 11d et/ou la face complémentaire 10a peuvent présenter un profil tronconique qui est agencé pour qu'un serrage radial de l'anneau 11 dans la gorge 10 induise un effort axial de plaquage de la face avant 11c sur la section d'arrêt 13b. 25 Dans les modes de réalisation représentés, la section d'arrêt 13b s'étend radialement entre une face de la bague 5 et le segment extérieur 11 b. En particulier, l'armature 13 présente une paroi radiale 14 sur laquelle la section d'arrêt 13b est formée. Par ailleurs, la section extérieure 13a s'étend sensiblement axialement à l'extérieur de la section d'arrêt 13b. 30 Pour fiabiliser davantage la solidarisation du codeur 12 à l'organe tournant 1, l'armature 13 présente une section 13c d'association à la bague intérieure 5. Sur 7 les figures, la section d'association 13c s'étend sensiblement axialement à l'intérieur de la section d'arrêt 13b. La section d'association 13c peut notamment être fixée à une paroi intérieure 15 5 de la bague 5. Dans les modes de réalisation représentés, la paroi intérieure 15 est disposée en regard de la portée 9 du moyeu 4, la section d'association 13c étant immobilisée radialement entre la paroi 15 et ladite portée. En particulier, la bague 5 présente un embrèvement 16 dans lequel la paroi intérieure 15 s'étend en formant un logement pour la section d'association 13c. 10 De façon avantageuse, la section d'association 13c présente un moyen de retenue axiale de l'armature 13 sur la bague 5, afin de renforcer la tenue du codeur 12 sur l'organe tournant 1. 15 Pour ce faire, en relation avec les figures 1 et 1 a, la section d'association 13c présente un repli radial 17 formant un tel moyen de retenue axiale. Par ailleurs, la paroi intérieure 15 présente une rainure 18 formée à l'avant du logement, dans laquelle le repli radial 17 est disposé en butée axiale. 20 L'armature de solidarisation 13 présente au moins une saillie 19 qui est disposée autour de l'anneau 11 pour empêcher un déplacement radial dudit anneau dans la gorge 10. Ainsi, on améliore le maintien de l'anneau 11 dans la gorge 10, ce qui permet de 25 fiabiliser la solidarisation de la bague 5 audit moyeu, et ce même en cas de rotation à vitesse élevée. Sur les figures, la saillie 19 est disposée en interférence sur une paroi extérieure 11e de l'anneau 11, afin de maintenir ledit anneau dans la gorge 10 par 30 interférence radial de ladite saillie sur ladite paroi extérieure. Selon une réalisation, la paroi extérieure 11e est en appui radial sur la saillie 19, par exemple en prévoyant que le diamètre inscrit de ladite saillie soit inférieur au diamètre extérieur de ladite paroi lorsque l'anneau est en position stable. 8 En particulier, la saillie 19 est formée sur la paroi radiale 14 comprenant la section d'arrêt 13b, notamment à l'extérieur de ladite section d'arrêt. Dans le mode de réalisation représenté, la paroi radiale 14 présente une couronne 14a formée à 5 l'extérieur de la section d'arrêt 13b et s'étendant radialement autour de l'anneau 11, ladite couronne présentant au moins une patte 20 dont l'extrémité libre 19 est disposée axialement en saillie autour de l'anneau 11, afin de venir en interférence radiale avec la paroi extérieure 11e. 10 De façon avantageuse, la patte 20 est formée par une découpe de la couronne 14a, afin de faciliter la fabrication de l'armature 13. En outre, l'armature 13 présente plusieurs saillies 19 qui sont réparties angulairement sur la couronne 14a, notamment avec un pas angulaire constant, 15 afin d'assurer un maintien régulier de l'anneau REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant un organe extérieur (2) et un organe intérieur (1) délimitant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants (3) sont disposés pour permettre la rotation relative dudit organe intérieur par rapport audit organe extérieur, ledit organe intérieur comprenant une bague (5) présentant une piste de roulement (6) et une paroi intérieure (8) qui est associée autour d'une portée extérieure (9) d'un moyeu (4) dudit organe intérieur, ladite portée comprenant une gorge (10) dans laquelle un anneau (11) est disposé en présentant un segment intérieur (11a) immobilisé axialement dans ladite gorge et un segment extérieur (11b) en saillie de ladite gorge pour former une butée axiale de l'association de la bague (5) sur le moyeu (4), l'organe intérieur (1) étant équipé d'un codeur (12) présentant une piste codeuse (12a) qui est apte à générer un signal représentatif de sa rotation, ledit codeur comprenant une armature (13) de solidarisation en rotation audit organe intérieur, ledit palier étant caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente au moins une saillie (19) qui est disposée autour de l'anneau (11) pour empêcher un déplacement radial dudit anneau dans la gorge (10). 2. Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie (19) est disposée en interférence sur une paroi extérieure (11e) de l'anneau (11). 3. Palier à roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente une couronne (14a) s'étendant radialement autour de l'anneau (11), ladite couronne présentant au moins une patte (20) dont l'extrémité libre (19) est disposée axialement en saillie autour de l'anneau (11). 4. Palier à roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte (20) est formée par une découpe de la couronne (14a). 10 5. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente plusieurs saillies (19) qui sont réparties angulairement. 5 6. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente une section d'arrêt (13b) qui est interposée entre la bague intérieure (5) et le segment extérieur (11b) de l'anneau (11), ladite bague intérieure étant en butée axiale sur ledit segment extérieur par l'intermédiaire de ladite section d'arrêt. 10 7. Palier à roulement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente une paroi radiale (14) sur laquelle la section d'arrêt (13b) est formée, la saillie (19) étant formée sur ladite paroi à l'extérieur de ladite section d'arrêt. 15 8. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente une section extérieure (13a) sur laquelle la piste codeuse (12a) est disposée. 20 9. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'armature de solidarisation (13) présente une section (13c) d'association de ladite armature à la bague intérieure (5). 10. Palier à roulement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la section 25 d'association (13c) est fixée à une paroi intérieure (15) de la bague (5). 11. Palier à roulement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la paroi intérieure (15) est disposée en regard de la portée (9) du moyeu, la section d'association (13c) étant immobilisée radialement entre ladite paroi et ladite 30 portée. 11 12. Palier à roulement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la bague (5) présente un embrèvement (16) dans lequel la paroi intérieure (15) s'étend en formant un logement pour la section d'association (13c). 5 13. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la section d'association (13c) présente un moyen (17) de retenue axiale de l'armature (13) sur la bague (5). 14. Palier à roulement selon la revendication 13, caractérisé en ce que la section 10 d'association (13c) présente un repli radial (17) formant moyen de retenue axiale de l'armature (11) sur la bague (5). 15. Palier à roulement selon la revendication 14 lorsqu'elle dépend de la revendication 10, caractérisé en ce que le repli radial (17) est disposé en butée 15 axiale dans une rainure (18) de la paroi intérieure (15) de la bague (5).