Brevet FR3162068A1 — publié le 20251114

Roulement muni de joints et d’une bague entretoise segmentée entre lesdits joints Roulement comprenant une première bague (10) et une deuxième bague (12) aptes à tourner concentriquement l’une par rapport à l’autre, le roulement comprenant en outre au moins deux joints (38) et une bague entretoise (52) agencée axialement entre les deux joints (38) et comprenant une bride (54) qui fait saillie radialement vers l’extérieur en direction de la deuxième bague (12), et une collerette annulaire axiale (56), la bague entretoise (52) comprend au moins trois segments dissociables (62) circonférentiellement adjacents formant ladite bague entretoise (52). Référence : Figure 3 Roulement muni de joints et d’une bague entretoise segmentée entre lesdits joints Domaine technique de l’invention La présente invention a trait au domaine des roulements. L’invention a plus particulièrement trait au domaine des roulements de grand diamètre dotés d’une bague intérieure et d’une bague extérieure agencées concentriquement autour d’un axe de rotation s’étendant dans une direction axiale. Ces roulements de grand diamètre peuvent être utilisés, par exemple, dans des applications marines, par exemple dans une centrale électrique à turbines marémotrices ou hydroliennes, ou dans un tunnelier, ou dans une machine d’extraction minière ou dans une éolienne. Etat de la technique antérieur Un roulement de grand diamètre comprend généralement deux bagues intérieure et extérieure concentriques, et au moins une rangée d’éléments roulants, tels que des rouleaux ou des billes, agencés entre les bagues. Le roulement comprend également des joints placés entre les bagues intérieure et extérieure pour définir un espace clos à l’intérieur duquel sont agencés les éléments roulants. Les roulements de grand diamètre sont généralement utilisés dans des environnements agressifs, notamment dans des applications marines. Les joints empêchent les éléments extérieurs, tels que la poussière, les particules abrasives, l’eau et les espèces marines, par exemple le plancton et les algues, de pénétrer à l’intérieur dudit roulement et d’endommager ses composants. Ces éléments extérieurs peuvent également altérer le joint lui-même, entraînant une réduction de la durée de vie utile du joint. D’une manière générale, une pluralité de joints adjacents supplémentaires sont prévus sur la face avant du roulement qui est au contact direct des environnements agressifs, par exemple de l’eau salée. Ces joints supplémentaires sont fixés sur une bague d’étanchéité d’une des bagues intérieure et extérieure et comprennent une lèvre d’étanchéité en contact glissant avec une surface de roulement d’une bague d’étanchéité de l’autre bague. Plusieurs chambres extérieures closes adjacentes sont ainsi délimitées entre les lèvres d’étanchéité des joints adjacents. Les joints peuvent être séparés par une bague entretoise annulaire positionnée avec difficulté durant le montage en raison de sa taille et de son ajustement. Il est par conséquent souhaitable qu’un roulement comprenne des éléments d’étanchéité efficaces qui empêchent la pénétration d’éléments extérieurs, qui bénéficient d’une plus longue durée de vie utile, plus particulièrement dans des environnements agressifs, et faciles à mettre en œuvre. Un but de la présente invention est de pallier les difficultés exposées ci-dessus. L’invention a trait à un roulement comprenant une première bague et une deuxième bague aptes à tourner concentriquement l’une par rapport à l’autre, et au moins une rangée d’éléments roulants agencés entre des premier et deuxième chemins de roulement desdites première et deuxième bagues, la première bague comprenant au moins une première bague de roulement pourvue dudit premier chemin de roulement, et la deuxième bague comprenant au moins une deuxième bague de roulement pourvue dudit deuxième chemin de roulement, le roulement comprenant en outre au moins deux joints dotés chacun d’un talon annulaire monté sur une surface cylindrique de la première bague et d’au moins une lèvre d’étanchéité en contact frottant avec la deuxième bague. Le roulement comprend également une bague entretoise montée sur la première bague et agencée axialement entre les talons annulaires des deux joints. Selon un aspect de l’invention, la bague entretoise comprend au moins trois segments dissociables circonférentiellement adjacents formant ladite bague entretoise. Autrement dit, la bague entretoise est divisée en au moins trois segments de bague successifs. La bague entretoise prend la forme d’une bague fendue dans la direction circonférentielle. La segmentation de la bague entretoise en plusieurs segments permet ainsi de faciliter le montage et le démontage de ladite bague entretoise et, plus généralement, du roulement. Avantageusement, la bague entretoise comprend une gorge annulaire en regard de ladite surface cylindrique de la première bague. De préférence, la bague entretoise vient en butée radiale contre ladite surface cylindrique de la première bague lorsque le talon annulaire de chaque joint vient en butée radiale contre ladite surface cylindrique. Avantageusement, la bague entretoise comprend une bride qui fait saillie radialement vers l’extérieur en direction de la deuxième bague, la bride s’étendant obliquement avec une surface support inclinée dans la même direction que la lèvre d’étanchéité d’un des joints, et une collerette annulaire axiale qui bloque radialement le talon annulaire de l’autre joint dans une direction radiale vers l’extérieur. Avantageusement, chaque segment est doté de la même taille que les autres segments. De préférence, chaque segment comprend au moins un trou axial traversant débouchant de part et d’autre sur un des joints. Avantageusement, chaque segment comprend un seul trou axial traversant positionné au milieu de la longueur circonférentielle desdits segments. Dans un autre mode de réalisation, chaque segment comprend au moins deux trous axiaux traversants, chaque trou axial traversant étant positionné de manière régulière sur la longueur circonférentielle de chaque segment. De préférence, le trou axial traversant comprend un taraudage. Dans un mode de réalisation, le roulement comprend au moins trois joints et deux bagues entretoises espacées l’une de l’autre par un des joints qui est intercalé axialement. De préférence, les segments sont fabriqués par impression 3D, et/ou par emboutissage, et/ou par tournage, et/ou par meulage. Dans un mode de réalisation, la première bague est la bague intérieure et la deuxième bague est la bague extérieure. En variante, la première bague est la bague extérieure et la deuxième bague est la bague intérieure. Brève description des figures La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l’examen de la description détaillée de modes de réalisation particuliers donnés à titre d’exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la FIG. 1 est une coupe transversale d’un roulement selon l’invention, - la FIG. 2 est une coupe transversale partielle du roulement de la FIG. 1 selon d’autres plans de coupe, et - la FIG. 3 est une vue schématique d’une bague entretoise segmentée du roulement de la FIG. 1 . Description détaillée de l’invention Le roulement 1 tel qu’illustré sur la FIG. 1 est un roulement de grand diamètre comprenant une première bague 10 et une deuxième bague 12. Dans l’exemple illustré, la première bague 10 est la bague extérieure tandis que la deuxième bague 12 est la bague intérieure. Le roulement 1 peut, par exemple, être utilisé dans une centrale électrique à turbines marémotrices ou à hydroliennes, un tunnelier, une éolienne, une grosse grue offshore ou toute autre application faisant appel à un roulement de grand diamètre. Les bagues extérieure et intérieure 10, 12 sont concentriques et s’étendent axialement suivant l’axe de rotation (non montré) du roulement qui s’étend dans une direction axiale. Dans cet exemple illustré, les bagues 10, 12 sont du type massif. La bague extérieure 10 comprend une première bague de roulement 14 et une bague d’étanchéité 16 assujettie à la première bague de roulement 14. La bague intérieure 12 comprend également une deuxième bague de roulement 18 et une bague d’étanchéité 20 assujettie à la deuxième bague de roulement 18. En variante, la bague de roulement 18 et la bague d’étanchéité 20 peuvent être formées en une seule pièce. La bague d’étanchéité 16 de la bague extérieure entoure partiellement et radialement la bague d’étanchéité 20 de la bague intérieure. Dans l’exemple illustré, le roulement comprend également deux rangées de billes 22, 24 qui sont agencées entre des premiers chemins de roulement 26, 28 de la première bague de roulement 14 de la bague extérieure et des deuxièmes chemins de roulement 30, 32 de la deuxième bague de roulement 18 de la bague intérieure. La deuxième bague de roulement 18 de la bague intérieure comprend une surface cylindrique extérieure 18a à partir de laquelle sont formés les chemins de roulement 30, 32. Les chemins de roulement 30, 32 sont orientés radialement vers l’extérieur. La deuxième bague de roulement 18 comprend également une surface cylindrique intérieure ou un alésage 18b qui est radialement opposée/opposé à la surface extérieure 18a. La deuxième bague de roulement 18 comprend en outre deux première et deuxième surfaces frontales 18c, 18d opposées qui délimitent axialement la surface extérieure 18a et l’alésage 18b. Les surfaces frontales 18c, 18d délimitent l’épaisseur axiale de la deuxième bague de roulement 18. La première bague de roulement 14 de la bague extérieure comprend une surface cylindrique extérieure 14a et une surface cylindrique 14b qui est radialement opposée à la surface extérieure 14a et à partir de laquelle sont formés les chemins de roulement 26, 28. Les chemins de roulement 26, 28 sont orientés radialement vers l’intérieur. La première bague de roulement 14 comprend en outre deux première et deuxième surfaces frontales 14c, 14d opposées qui délimitent axialement la surface extérieure 14a et la surface cylindrique 14b. Les surfaces frontales 14c, 14d délimitent l’épaisseur axiale de la première bague de roulement 14. Le roulement comprend en outre, axialement de chaque côté des bagues de roulement 14 et 18, un joint annulaire 34, 36 monté sur la première bague de roulement 14 et servant à clore l’espace radial présent entre les bagues de roulement 14, 18. Cet espace radial est défini entre la surface 14b de la première bague de roulement 14 et la surface extérieure 18a de la deuxième bague de roulement 18. Un espace de roulement annulaire clos (non référencé) est défini entre les bagues de roulement 14, 18 et les joints 34, 36 où se loge la rangée de billes 22, 24. Avantageusement, l’espace de roulement est rempli de lubrifiant. Chaque joint 34, 36 est monté dans une gorge (non référencée) ménagée sur la surface cylindrique 14b de la première bague de roulement 14 et vient au contact de la deuxième bague de roulement 18. Le joint 34 vient au contact de la surface extérieure 18a de la deuxième bague de roulement 18. Le joint 36 vient au contact de la surface extérieure 18a de la deuxième bague de roulement 18. En variante, il est envisageable de prévoir un agencement inversé pour au moins un des joints 34, 36, ledit joint étant monté sur la deuxième bague de roulement 18 et venant au contact frottant de la première bague de roulement 14. La bague d’étanchéité 16 de la bague extérieure est montée axialement en contact contre la surface frontale 14d de la première bague de roulement 14. La bague d’étanchéité 16 fait saillie axialement par rapport à la première bague de roulement 14. La bague d’étanchéité 16 est attachée ou assujettie de manière inversée à la première bague de roulement 14. La bague d’étanchéité 16 entoure partiellement et radialement la bague d’étanchéité 20 de la bague intérieure. Chacune des bagues d’étanchéité 16, 20 peut être en acier inoxydable ou en acier traité recouvert d’une peinture ou soumis à un traitement anticorrosion. La bague d’étanchéité 16 comprend également une lèvre d’étanchéité 37 s’étendant depuis ladite bague d’étanchéité 16 en direction de la bague d’étanchéité 20 dans le but d’empêcher la pénétration de sable ou de particules entre la première bague 10 et la deuxième bague 12. Comme l’illustre plus précisément la FIG. 2 , une pluralité de joints annulaires successifs sont placés radialement entre la première bague de roulement 14 de la bague extérieure et la bague d’étanchéité 20 de la bague intérieure. Dans l’exemple illustré, le roulement est pourvu de premier, deuxième, et troisième joints 38, 40, 42 successifs supportés par la première bague de roulement 14 de la bague extérieure. Les joints 38, 40 et 42 sont agencés successivement dans la direction axiale. Les joints 38, 40 et 42, ainsi que les joints annulaires 34 et 36, peuvent être en matériau élastomère, par exemple en polyuréthane. Les joints ont pour but de limiter l’infiltration de liquides, de particules et de poussière entre la bague intérieure et la bague extérieure depuis l’environnement sous-marin. Les premier, deuxième, et troisième joints 38, 40 et 42 successifs sont placés axialement vers l’extérieur par rapport au joint annulaire 34. Chaque joint est pourvu d’un talon annulaire 44 et d’une lèvre d’étanchéité 46 faisant saillie dudit talon 44. Dans l’exemple illustré, chaque lèvre d’étanchéité 46 s’étend vers l’intérieur et obliquement depuis le talon annulaire 44. Chaque lèvre d’étanchéité 46 s’étend obliquement vers l’extérieur. Les lèvres d’étanchéité 46 sont flexibles dans la direction radiale. Chaque lèvre d’étanchéité 46 est déformée élastiquement et en contact frottant glissant avec une surface de contact glissante de la deuxième bague 12, de préférence une surface de la deuxième bague d’étanchéité 20, par exemple au même niveau que la surface extérieure 18a. La surface cylindrique 14b est plus précisément pourvue d’une gorge annulaire 48 ouverte radialement en direction de la bague extérieure 10. La gorge annulaire 48 est axialement limitée entre un épaulement 50 de la première bague de roulement 14 et la première bague d’étanchéité 16. L’épaulement 50 est formé par enlèvement de matière sur la surface cylindrique 14b. Les joints 34, 38, 40 et 42 sont montés sur la surface cylindrique 14b, plus précisément dans la gorge annulaire 48. Le roulement comprend également des première et deuxième bagues entretoises 52 agencées dans la gorge annulaire 48. Les bagues entretoises 52 sont annulaires. La première bague entretoise 52 est montée axialement entre les talons annulaires 44 respectivement des joints 38 et 40. La deuxième bague entretoise 52 est montée axialement entre les talons annulaires 44 respectivement des joints 40 et 42. Dans le mode de réalisation illustré, les deux bagues entretoises 52 sont similaires. Chaque bague entretoise 52 comprend une bride 54 qui fait saillie radialement vers l’extérieur en direction de la deuxième bague 12. La bride 54 s’étend obliquement et est pourvue d’une surface support inclinée dans la même direction que la lèvre d’étanchéité 46 du joint, par exemple du deuxième joint 40, dans le but d’empêcher un éventuel retournement de la lèvre d’étanchéité 46. La bague entretoise 52 comprend en outre une collerette annulaire axiale 56 qui bloque radialement le talon annulaire 44 d’un autre joint opposé au joint du paragraphe précédent, donc le joint 38, dans une direction radiale vers l’extérieur. Les talons annulaires 44 des joints 38, 40 et 42 axialement adjacents sont maintenus axialement entre le joint 34, la première bague d’étanché 16, les différentes bagues entretoises 52, et le joint 34, lui-même maintenu par l’épaulement 50. De plus, les talons annulaires 44 sont maintenus radialement entre la collerette annulaire axiale 56 et la surface cylindrique 14b, plus précisément la surface cylindrique 14b à l’intérieur de la gorge annulaire 48. Comme le montre en partie la FIG. 3 , la bague entretoise 52 est divisée dans la direction circonférentielle. La bague entretoise 52 est segmentée. La bague entretoise 52 comprend au moins trois segments circonférentiels dissociables 62 successifs circonférentiellement adjacents formant ladite bague entretoise 52. Une bague entretoise 52 peut comprendre entre 3 et 50 segments 62, de préférence entre 3 et 25 segments. Chaque segment 62 est pourvu d’une première extrémité et d’une deuxième extrémité qui délimitent ledit segment dans la direction circonférentielle. La première extrémité d’un segment 62 vient en butée, dans la direction circonférentielle, contre la deuxième extrémité d’un segment 62 successif, et la deuxième extrémité dudit segment 62 vient en butée, dans la direction circonférentielle, contre la première extrémité d’un autre segment 62 successif. Dans un mode de réalisation, les segments 62 peuvent être identiques entre eux. Durant le montage, chaque segment 62 est positionné contre un joint et tous les segments 62 forment conjointement la bague entretoise 52. Le dernier segment 62 à être positionné peut être ajusté en termes de longueur et de position en fonction de l’espace libre restant disponible dans le but de créer une clé de voûte et de doter la bague entretoise 52 de la rigidité souhaitée. Ces segments 62 sont faciles à installer axialement durant le montage du roulement 1. Ces segments 62 sont également faciles à déposer et remplacer par de nouveaux éléments durant une opération de maintenance. De plus, ces segments 62 permettent de minimiser l’impact d’une déformation de la bague entretoise 52, notamment pour un grand diamètre, par exemple supérieur à un mètre. Dans ce mode de réalisation, chaque segment 62 peut comprendre un trou axial 58, ledit trou axial 58 étant ici positionné au milieu de la longueur circonférentielle dudit segment 62. Le trou axial 58 est ménagé à des fins de manutention durant le montage ou le démontage du roulement. Dans un mode de réalisation, chaque segment 62 peut comprendre plus de deux trous axiaux 62, chaque trou axial 62 étant positionné de manière régulière sur la longueur circonférentielle de chaque segment 62. Avantageusement, chaque trou axial 62 comprend un taraudage dans le but de faciliter l’insertion d’une vis ou d’un boulon et d’assujettir la bague entretoise 52 à une machine de levage. Avantageusement, le trou axial 62 est un trou traversant. Chaque bague entretoise 52 comprend également une gorge annulaire 60 en regard de la surface cylindrique 14b de la première bague 10. La gorge annulaire 60 est destinée à être en communication fluidique avec des canaux radiaux (non montrés) traversant la bague entretoise 52 à des fins de contrôle de l’étanchéité, par exemple de contrôle des fuites d’air, ou à des fins de lubrification. En variante, le roulement 1 peut comprendre un nombre différent de joints ou de bagues entretoises. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, dans les exemples illustrés, la première bague du roulement est la bague extérieure tandis que la deuxième bague est la bague intérieure. En variante, il est envisageable de prévoir un agencement inversé, la première bague formant la bague intérieure et la deuxième bague formant la bague extérieure. Dans les exemples décrits, le roulement comprend deux rangées d’éléments roulants. En variante, le roulement peut comprendre une seule rangée d’éléments roulants, ou trois rangées d’éléments roulants voire davantage. Dans l’exemple illustré, les éléments roulants sont des billes. Le roulement peut comprendre d’autres types d’éléments roulants, par exemple des rouleaux. Roulement (1), comprenant une première bague (10) et une deuxième bague (12) aptes à tourner concentriquement l’une par rapport à l’autre, et au moins une rangée d’éléments roulants (22) agencés entre des premier et deuxième chemins de roulement (26, 30) desdites première et deuxième bagues, la première bague (10) comprenant au moins une première bague de roulement (14) pourvue dudit premier chemin de roulement (26), et la deuxième bague (12) comprenant au moins une deuxième bague de roulement (18) pourvue dudit deuxième chemin de roulement (30), le roulement (1) comprenant en outre au moins deux joints (38, 40) dotés chacun d’un talon annulaire (44) monté sur une surface cylindrique (14b) de la première bague (10) et d’une lèvre d’étanchéité (46) en contact frottant avec la deuxième bague (12), et au moins une bague entretoise (52) montée sur la première bague (10) et agencée axialement entre les talons annulaires (44) des deux joints (38, 40), caractérisé en ce que la bague entretoise (52) comprend au moins trois segments dissociables (62) circonférentiellement adjacents formant ladite bague entretoise (52). Roulement (1) selon la revendication 1, dans lequel la bague entretoise (52) comprend une gorge annulaire (60) en regard de ladite surface cylindrique (14b) de la première bague (10). Roulement (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la bague entretoise (52) comprend une bride (54) qui fait saillie radialement vers l’extérieur en direction de la deuxième bague (12), la bride (54) s’étendant obliquement avec une surface support inclinée dans la même direction que la lèvre d’étanchéité (46) d’un des joints (40), et une collerette annulaire axiale (56) qui bloque radialement le talon annulaire (44) de l’autre joint (38) dans une direction radiale vers l’extérieur. Roulement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 précédentes, dans lequel chaque segment (62) est doté de la même taille que les autres segments (62). Roulement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, dans lequel chaque segment (62) comprend au moins un trou axial traversant (58) débouchant de part et d’autre sur un des joints (38, 40). Roulement (1) selon la revendication 5, dans lequel chaque segment (62) comprend un seul trou axial traversant (58) positionné au milieu de la longueur circonférentielle desdits segments (62). Roulement (1) selon la revendication 5, dans lequel chaque segment (62) comprend au moins deux trous axiaux traversants (58), chaque trou axial traversant (58) étant positionné de manière régulière sur la longueur circonférentielle de chaque segment (62). Roulement (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 précédentes, dans lequel le trou axial traversant (58) ou les trous axiaux traversants (58) comprennent un taraudage. Roulement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 précédentes, comprenant au moins trois joints (38, 40, 42) et deux bagues entretoises (52) espacées l’une de l’autre par un des joints (38, 40, 42) qui est intercalé axialement. Roulement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes, dans lequel les segments (62) sont fabriqués par impression 3D, et/ou par emboutissage, et/ou par tournage, et/ou par meulage.