Brevet FR3087510A1 — publié le 20200424

Description Titre de l'invention : Unité bague extérieure de roulement à collerette Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention porte sur une unité bague extérieure de roulement à colerette. La présente invention porte en outre sur un moule de moulage pour produire une telle unité bague extérieure de roulement à collerette. De plus, la présente invention porte sur un ensemble roulement comportant une telle unité bague extérieure de roulement à collerette. En outre, la présente invention porte sur un procédé pour fabriquer une unité bague extérieure de roulement à collerette et sur un procédé pour fabriquer un ensemble roulement. Etat de la technique antérieure [0002] On peut utiliser des roulements à collerette pour aligner automatiquement un roulement au moyen d'une collerette dans sa position d'extrémité, ce qui signifie qu'une collerette est rattachée au roulement afin de permettre l'alignement automatique du roulement. Il existe donc une interface de glissement entre le roulement et la collerette. Par exemple, dans l'industrie aérospatiale, notamment dans les applications telles que les commandes de vol, la transmission de puissance, les vérins de commande etc., on peut utiliser un tel roulement à collerette comme roulements légers. Ces roulements à collerette légers ont généralement une collerette mince qui est soit un prolongement de la bague extérieure du roulement, soit un prolongement d'une bague externe d'un palier lisse sphérique contenant le roulement lui-même. [0003] La collerette est généralement faite en acier usiné et elle n'a que quelques millimètres d'épaisseur. Après avoir fraisé ou tourné l'acier usiné, on peut rectifier la collerette afin d'obtenir la rugosité de surface et la géométrie correctes au niveau de l'interface de glissement. Ainsi, lors de l'usinage de ces collerettes, on perd généralement une grande quantité de matériau afin d'obtenir la géométrie fine requise. D'autre part, lorsqu'on utilise une collerette en acier, c'est-à-dire pas faite à partir d'acier inoxydable, il est possible qu'il faille protéger la surface contre la corrosion, ce qui nécessite un revêtement spécifique. Résumé de l'invention [0004] C'est donc un objet de la présente invention de prévoir une bague extérieure pour un roulement qui a une interface de glissement avec une collerette pour assurer l'alignement automatique, la fabrication de cette collerette étant simplifiée et permettant de réduire la perte de matériau. [0005] On parvient à cet objet au moyen d'une unité bague extérieure de roulement à 2 collerette selon l'invention. [0006] L'unité bague extérieure de roulement à collerette consiste en une bague extérieure faite en métal et en une collerette attachée à une interface de glissement de la bague extérieure. De manière à réduire la perte de matériau, la collerette est faite en un matériau polymère et elle est attachée à l'interface de glissement par moulage par injection. Comme la collerette peut être formée par moulage par injection directement au niveau et autour de la bague extérieure, on peut mouler la collerette dans la forme finale prévue, sans avoir besoin d'enlever de matériau, par rectification par exemple. D'autre part, la rectification serait un procédé plus long et plus coûteux. En outre, comme la collerette consiste en un matériau polymère, aucun revêtement spécifique supplémentaire n'est nécessaire afin de protéger la collerette contre la corrosion, contrairement à une collerette en acier. [0007] Le matériau polymère peut être un matériau thermoplastique, par exemple du poly- étheréthercétone (PEEK). Il est connu qu'un matériau thermoplastique ne se lie pas nécessairement aux métaux lorsqu'il est injecté. Lors de la formation de la collerette autour de la bague extérieure, qui est faite en métal, le matériau thermoplastique est injecté dans un moule de moulage. Dans ce moule de moulage, le matériau thermoplastique entoure la bague extérieure. Entre le thermoplastique et la bague extérieure sous la forme d'une sphère métallique, un joint à rotule est formé lorsque la sphère métallique glisse à r intérieur de la cavité formée par le thermoplastique après le moulage. Il n'est pas nécessaire de rectifier en outre le matériau thermoplastique de la collerette afin d'obtenir l'ajustement correct. L'assemblage est déjà effectué sans aucune autre étape de fabrication, tandis que lorsqu'on usine une collerette en acier, d'autres étapes d'accomplissement et de finissage sont nécessaires. [0008] En utilisant un polymère thermoplastique comme matériau polymère pour la collerette, on peut foimer une collerette légère, et donc un roulement léger. De façon à améliorer la stabilité de la collerette, on peut renforcer le matériau polymère avec des fibres, par exemple des fibres de verre ou de carbone. [0009] Dans un mode de réalisation, on peut renforcer le matériau polymère en utilisant une tôle métallique ou une tôle organique encastrée qui peut être une tôle pré-consolidée de matériau thermoplastique renforcée avec des couches de fibres. Ces fibres peuvent être des fibres de verre ou de carbone. [0010] On peut couper, préchauffer et placer la tôle organique immédiatement dans le moule de moulage, où la tôle organique remplit une fi-action de la cavité dans laquelle la collerette sera formée. On remplit ensuite la cavité avec le matériau polymère qui se moule autour de la tôle organique. Comme la tôle organique a de meilleures caractéristiques en termes de résistance et de rigidité que le matériau polymère, par exemple thermoplastique, on peut ainsi améliorer le niveau de tenue en termes de résistance et 3 de rigidité de la collerette. [0011] En formant une unité bague extérieure de roulement à collerette en utilisant le moulage par injection, on peut réduire le poids du roulement tout entier comme on utilise des matériaux plus légers. D'autre part, on peut réduire le coût de fabrication car la fabrication de la collerette polymère est plus facile et plus rapide relativement à la fabrication d'une collerette métallique. De plus, le moulage par injection peut permettre de fabriquer des formes qu'on ne peut pas obtenir par tournage. [0012] Dans un autre aspect, l'invention concerne un moule de moulage pour produire une unité bague extérieure de roulement à collerette telle que décrite ci-dessus. Ce moule de moulage comprend une première partie de moulage et une deuxième partie de moulage. La première partie de moulage, la deuxième partie de moulage et la bague extérieure forment une cavité qu'on peut remplir avec un matériau polymère pour surmouler une collerette sur l'interface de glissement de la bague extérieure comme décrit plus haut. [0013] On peut placer la première partie de moulage et la deuxième partie de moulage l'une au-dessus de l'autre, formant la cavité entre elles. Une de ces parties peut comporter une ouverture pour recevoir un dispositif d'injection contenant le matériau polymère et étant adaptée de façon à injecter le matériau polymère. La bague extérieure peut fermer un côté de la cavité de manière à ce que le matériau polymère injecté puisse être surmoulé sur l'interface de glissement de la bague extérieure. D'autre part, on peut remplir le moule de moulage avec une tôle organique avant d'injecter le matériau polymère afin d'obtenir une collerette renforcée. [0014] Selon un autre aspect de l'invention, l'ensemble roulement comporte une bague in- térieure et une unité bague extérieure de roulement à collerette comme décrit plus haut. Des éléments roulants sont disposés entre la bague intérieure et l'unité bague extérieure de roulement à collerette, une interface de glissement étant prévue entre la collerette de l'unité bague extérieure de roulement à collerette et la bague extérieure. Comme décrit plus haut, un tel ensemble roulement peut être un ensemble léger car la collerette est faite en matériau polymère au lieu d'acier. D'autre part, on peut réduire les coûts de fabrication de l'ensemble roulement tout entier relativement aux ensembles roulements ayant des collerettes en acier car on peut simplifier la fabrication. Il n'est plus nécessaire d'enlever de matériau de la bague extérieure pour former une collerette et on peut ainsi éliminer les étapes d'usinage et de rectification. [0015] Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour fabriquer une unité bague extérieure de roulement à collerette telle que décrite ci-dessus. Au début, on prévoit une bague extérieure qui peut être fabriquée en utilisant un usinage, un traitement thermique, une rectification et, si besoin est, un traitement de surface afin d'obtenir une bague extérieure de roulement avec une surface extérieure sphérique tronquée. [0016] On place alors cette bague extérieure dans un moule de moulage comme décrit plus haut, ce moule de moulage étant fermé par la bague extérieure, la première partie de moulage et la deuxième partie de moulage. On peut raccorder un dispositif d'injection au moule de moulage pour remplir la cavité du moule de moulage avec un matériau polymère. Une fois que le matériau polymère, par exemple thermoplastique, a refroidi jusqu'à la température de solidification, on peut démouler l'unité hague extérieure de roulement à collerette en enlevant la première partie de moulage et la deuxième partie de moulage. Après cette étape, l'unité hague extérieure de roulement à collerette est composée de la hague extérieure du roulement encastrée dans la collerette polymère. [0017] Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour fabriquer un ensemble roulement. En plus des étapes de fabrication de l'unité bague extérieure de roulement à collerette décrites plus haut, le procédé pour la fabrication de l'ensemble roulement comprend l'étape supplémentaire consistant à assembler les éléments roulants et la bague intérieure dans la bague extérieure de l'unité bague extérieure de roulement à collerette. [0018] D'autres avantages et d'autres modes de réalisation préférés sont divulgués dans les revendications, la description et les figures. Il convient de noter en outre qu'une personne du métier peut considérer ou utiliser les caractéristiques présentées individuellement ou combiner les caractéristiques présentées autrement que cela est indiqué sans augmenter la portée de l'invention. Brève description des figures [0019] Dans la description ci-après, la présente invention sera décrite au moyen de modes de réalisation montrés sur les figures. Ces modes de réalisation sont donnés à titre d'exemple uniquement et ne sont pas destinés à limiter la portée de la protection. La portée de la protection est définie uniquement par les revendications ci-jointes. [0020] [fig.1] montre une vue en coupe d'un moule de moulage pour fabriquer une unité bague extérieure de roulement à collerette ; et [0021] [fig.2] montre une vue en coupe de l'unité bague extérieure de roulement à collerette. Description détaillée de l'invention 100221 Dans la description ci-dessous, les éléments constitutifs semblables ou similaires sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. 100231 La figure 1 montre un moule de moulage 1 pour produire une unité bague extérieure de roulement à collerette. L'unité bague extérieure de roulement à collerette consiste en une bague extérieure 2 et en une collerette 4 attachée à une interface de glissement 6 de la bague extérieure 2. 100241 Le moule de moulage 1 consiste en une première partie de moulage 8 et une deuxième partie de moulage 10. La première partie de moulage 8 et la deuxième partie de moulage 10 sont placées l'une au-dessus de l'autre. Un côté du moule de moulage 1 est fermé par la bague extérieure 2, comme montré sur la figure 1. [0025] Après avoir assemblé le moule de moulage 1, on remplit la cavité formée entre la première partie de moulage 8, la deuxième partie de moulage 10 et la bague extérieure 2 avec un matériau polymère. On injecte ce matériau polymère, par exemple un matériau thermoplastique, par une ouverture 12 formée dans la première partie de moulage 8. Pour injecter le matériau polymère, on peut utiliser un dispositif d'injection 14 qui peut être raccordé à l'ouverture 12. [0026] Après avoir rempli la cavité avec le matériau polymère, on refroidit le matériau polymère. Comme l'interface de glissement 6 forme un côté de la cavité, le matériau polymère est moulé directement sur l'interface de glissement 6. Une fois que le matériau polymère a complètement refroidi, en particulier qu'il a refroidi jusqu'à la température de solidification, on démoule l'unité bague extérieure de roulement à collerette 16 en enlevant la première partie de moulage 8 et la deuxième partie de moulage 10. [0027] Comme étape finale, on peut monter les éléments roulants et une bague intérieure sur la bague extérieure 2 de l'unité bague extérieure de roulement à collerette 16 pour fabriquer un ensemble roulement complet. [0028] On peut ainsi attacher facilement la collerette 4 à l'interface de glissement 6 de la bague extérieure 2 pour permettre un alignement automatique de la bague extérieure 2. Comme la collerette 4 consiste en un matériau polymère, on peut rendre l'ensemble roulement tout entier plus léger qu'un ensemble roulement utilisant une collerette en acier. D'autre part, la fabrication d'une telle collerette polymère est plus facile que la fabrication d'une collerette en acier car elle ne nécessite aucune rectification supplémentaire du matériau de la bague extérieure pour obtenir les dimensions correctes de la collerette. [0029] Afin de renforcer la collerette polymère 4, on peut encastrer une tôle organique 18 dans le matériau polymère comme montré sur la figure 2. Cette tôle organique 18 est une tôle pré-consolidée de matériau thermoplastique renforcée avec des couches de fibres, par exemple des fibres de carbone ou de verre. [0030] On peut placer la tôle organique 18 dans le moule de moulage 1 avant de remplir le moule de moulage 1 avec le matériau polymère. Lorsqu'on remplit la cavité du moule de moulage 1 avec le matériau polymère, le matériau polymère se moule autour de la tôle organique. En utilisant une telle tôle organique, on peut donner au matériau polymère un degré plus élevé de résistance et de rigidité, améliorant ainsi la résistance et la rigidité de la collerette 4. [0031] En résumé, lorsqu'on fabrique comme décrit ci-dessus une collerette polymère et une 6 bague extérieure pour un roulement qui a une interface de glissement avec la collerette polymère pour permettre un alignement automatique, on peut simplifier la fabrication et réduire la perte de matériau étant donné qu'aucune rectification etc. sur la collerette n'est nécessaire. Numéros de référence [0032] 1 moule de moulage [0033] 2 bague extérieure [0034] 4 collerette [0035] 6 interface de glissement [0036] 8 première partie de moulage [0037] 10 deuxième partie de moulage [0038] 12 ouverture [0039] 14 dispositif d'injection [0040] 16 unité bague extérieure de roulement à collerette [0041] 18 tôle organique 7