CH654382A5

CH654382A5 - BEARING SEALING DEVICE.

Info

Publication number: CH654382A5
Application number: CH4280/83A
Authority: CH
Inventors: Gerard Stephan; Luc Fournes
Original assignee: Nadella Roulements
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1986-02-14
Also published as: FR2531507A1; FR2531507B1; IT1168625B; IT8348814A0

Description

La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité d'un roulement combiné. The present invention relates to a sealing device for a combined bearing.

On utilise souvent comme paliers de vis à billes pour machines-outils des roulements combinés constitués par un roulement radial à aiguilles associé à deux butées axiales à rouleaux, les faces latérales de la bague extérieure du roulement à aiguilles constituant chacune une piste de roulement pour une série de rouleaux de la butée axiale correspondante. L'autre piste de chaque butée axiale est constituée par une bague latérale dont une face latérale forme cette autre piste de roulement pour les rouleaux. Combined bearings consisting of a needle roller bearing associated with two axial roller bearings are often used as ball screw bearings for machine tools, the lateral faces of the outer ring of the needle bearing each constituting a rolling track for a series of rollers of the corresponding axial stop. The other track of each axial stop is constituted by a lateral ring, a lateral face of which forms this other rolling track for the rollers.

Ces roulements comportent généralement un dispositif d'étanchéité composé d'un moyen d'étanchéité tournant, réalisé par exemple par un joint à lèvre interposé entre la bague latérale de l'une des butées axiales et un support annulaire de joint fixé à la bague extérieure du roulement radial, et d'un moyen d'étanchéité statique fourni par un joint torique destiné à être monté sur la surface externe de la bague extérieure du roulement à aiguilles radial. These bearings generally include a sealing device composed of a rotating sealing means, produced for example by a lip seal interposed between the side ring of one of the axial stops and an annular seal support fixed to the outer ring. of the radial bearing, and of a static sealing means provided by an O-ring intended to be mounted on the external surface of the outer ring of the radial needle bearing.

Un tel agencement, bien qu'il assure une étanchéité satisfaisante, est relativement complexe en raison du nombre de pièces qu'il comporte. En outre, son montage est relativement long dans la mesure où il nécessite l'assemblage entre elles des diverses pièces du dispositif d'étanchéité. Such an arrangement, although it provides a satisfactory seal, is relatively complex because of the number of parts it comprises. In addition, its assembly is relatively long insofar as it requires the assembly between them of the various parts of the sealing device.

L'invention vise à remédier aux inconvénients précités des dispositifs d'étanchéité classiques en créant un dispositif d'étanchéité pour roulements combinés qui allie les qualités d'étanchéité requises à une simplicité de fabrication et de montage accrue par rapport aux dispositifs antérieurs. The invention aims to remedy the aforementioned drawbacks of conventional sealing devices by creating a sealing device for combined bearings which combines the required sealing qualities with simplicity of manufacture and increased mounting compared to previous devices.

Elle a donc pour objet un dispositif d'étanchéité d'un roulement combiné constitué d'un roulement radial dont la bague extérieure présente au moins une surface latérale formant piste de roulement pour des éléments de roulement d'une butée axiale associée audit roulement radial, l'autre piste de roulement de la butée axiale étant constituée par la surface latérale d'une bague disposée en regard de la surface latérale formant piste de la bague extérieure du roulement radial, le dispositif d'étanchéité étant caractérisé en ce qu'il est constitué par une garniture annulaire entourant ladite bague latérale de la butée axiale et fixée à ladite bague extérieure du roulement radial, ladite garniture étant réalisée en une matière plastique, un joint à lèvre destiné à assurer l'étanchéité par rapport à la bague de la butée axiale étant venu de matière avec ladite garniture. It therefore relates to a sealing device for a combined bearing consisting of a radial bearing, the outer ring of which has at least one lateral surface forming a rolling track for rolling elements of an axial stop associated with said radial bearing, the other rolling track of the axial stop being constituted by the lateral surface of a ring disposed opposite the lateral surface forming a track of the outer ring of the radial bearing, the sealing device being characterized in that it is consisting of an annular packing surrounding said lateral ring of the axial stop and fixed to said outer ring of the radial bearing, said packing being made of a plastic material, a lip seal intended to ensure sealing with respect to the ring of the stop axial having come integrally with said gasket.

La garniture peut présenter un rebord déformable au contact avec la bague extérieure du roulement radial lors du serrage de la garniture sur ladite bague extérieure, la déformation de ce rebord déformable constituant un joint d'étanchéité à la périphérie externe du roulement combiné. The lining may have a deformable rim in contact with the outer ring of the radial bearing when the lining is tightened on said outer ring, the deformation of this deformable rim constituting a seal at the outer periphery of the combined bearing.

Les caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels: The characteristics of the invention will appear during the description which follows, given with reference to the accompanying drawings, given solely by way of example and in which:

la fig. 1 est une vue partielle en coupe, en élévation, d'un roulement combiné classique; fig. 1 is a partial sectional view, in elevation, of a conventional combined bearing;

la flg. 2 est une vue partielle en coupe d'un premier mode de réalisation d'un roulement combiné pourvu d'un dispositif d'étanchéité suivant l'invention, avant le serrage du dispositif d'étanchéité; the flg. 2 is a partial sectional view of a first embodiment of a combined bearing provided with a sealing device according to the invention, before the tightening of the sealing device;

la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2 montrant le dispositif d'étanchéité serré sur le roulement combiné; fig. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the tightness device tightened on the combined bearing;

la fig. 4 est une vue partielle en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation du dispositif d'étanchéité suivant l'invention; fig. 4 is a partial view in elevation and in section of another embodiment of the sealing device according to the invention;

la fig. 5 est une vue analogue à celle de la fig. 4 montrant un troisième mode de réalisation du dispositif d'étanchéité suivant l'invention; fig. 5 is a view similar to that of FIG. 4 showing a third embodiment of the sealing device according to the invention;

la fig. 6 est une vue partielle en élévation et en coupe d'un quatrième dispositif d'étanchéité suivant l'invention, avant serrage du dispositif d'étanchéité; fig. 6 is a partial view in elevation and in section of a fourth sealing device according to the invention, before tightening of the sealing device;

la fig. 7 est une vue analogue à celle de la fig. 6 montrant le dispositif d'étanchéité serré sur le roulement combiné; fig. 7 is a view similar to that of FIG. 6 showing the tightness device tightened on the combined bearing;

la fig. 8 montre un cinquième mode de réalisation du dispositif d'étanchéité pourvu de moyens de renforcement, représenté avant serrage sur le roulement; fig. 8 shows a fifth embodiment of the sealing device provided with reinforcing means, shown before tightening on the bearing;

la fig. 9 est une vue analogue à celle de la fig. 8, montrant le dispositif d'étanchéité serré sur son roulement; fig. 9 is a view similar to that of FIG. 8, showing the sealing device tightened on its bearing;

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654 382 654,382

la fig. 10 est une vue en élévation et en coupe d'un dernier mode de réalisation du dispositif d'étanchéité suivant l'invention représenté en position serrée sur son roulement. fig. 10 is a view in elevation and in section of a last embodiment of the sealing device according to the invention shown in the clamped position on its bearing.

Le roulement combiné représenté à la fig. 1 comporte principalement un roulement radial à aiguilles 1 constitué par un manchon intérieur 2 dont la surface externe constitue une piste de roulement pour des aiguilles 3 portées par une cage 4. Le roulement radial comporte en outre une bague extérieure 5 dont les surfaces latérales 6 et 7 constituent des pistes de roulement pour des éléments de roulements 8 et 9 de deux butées axiales 10 et 11 disposées de part et d'autre du roulement radial 1. Les éléments de roulement 8 et 9, qui dans le présent exemple sont constitués par des rouleaux, sont portés par des cages respectives 12,13, des bagues latérales 14,15 coillplé-tant chacune une butée axiale du roulement combiné. Le roulement combiné ainsi constitué comporte en outre un dispositif d'étanchéité comprenant une garniture 16 constituée par une pièce annulaire entourant la bague latérale 14 de la butée axiale 10 et fixée à la bague extérieure 5 du roulement radial 1 au moyen de vis 17. Dans l'intervalle ménagé entre la bague latérale 14 et la garniture 16 est disposé un joint à lèvre 18, tandis que dans la surface externe de la garniture 16 est ménagée une gorge 19 dans laquelle est logé un joint torique 20. The combined bearing shown in fig. 1 mainly comprises a needle roller bearing 1 constituted by an inner sleeve 2 whose external surface constitutes a rolling track for needles 3 carried by a cage 4. The radial bearing further comprises an outer ring 5 whose side surfaces 6 and 7 constitute rolling tracks for rolling elements 8 and 9 of two axial stops 10 and 11 arranged on either side of the radial bearing 1. The rolling elements 8 and 9, which in the present example are constituted by rollers, are carried by respective cages 12,13, side rings 14,15 coillplé-as each an axial stop of the combined bearing. The combined bearing thus formed further comprises a sealing device comprising a lining 16 constituted by an annular piece surrounding the lateral ring 14 of the axial stop 10 and fixed to the outer ring 5 of the radial bearing 1 by means of screws 17. In the gap between the lateral ring 14 and the lining 16 is arranged a lip seal 18, while in the external surface of the lining 16 is formed a groove 19 in which an O-ring 20 is housed.

Le dispositif d'étanchéité suivant l'invention (fig. 2) permet de simplifier considérablement la construction représentée à la fig. 1. The sealing device according to the invention (fig. 2) makes it possible to considerably simplify the construction shown in fig. 1.

A cet effet, il comporte une garniture 25 réalisée en élastomère ou en matière plastique, qui comporte une lèvre d'étanchéité 26 venue de matière. La garniture présente par ailleurs une collerette périphérique 27 dans laquelle sont ménagés des orifices 28 pour le passage de vis de fixation 29. Dans sa zone de contact périphérique avec une pièce 30 sur laquelle elle doit être asssemblée, la garniture 25 comporte un rebord 31 destiné à être engagé sur un décrochement 32 de la pièce 30. Le rebord 31 assure, en coopération avec le décrochement 32, le centrage de l'ensemble du système d'étanchéité. Le rebord 31 présente un petit bourrelet périphérique 33. Il est en outre d'une longueur telle que, avant serrage de la garniture contre la face de la pièce 30, il y ait un léger jeu e entre les deux pièces 25 et 30, le contact n'ayant lieu que dans la zone du rebord 31. To this end, it comprises a lining 25 made of elastomer or plastic, which comprises a sealing lip 26 made of material. The gasket also has a peripheral flange 27 in which are provided orifices 28 for the passage of fixing screws 29. In its zone of peripheral contact with a part 30 on which it must be assembled, the gasket 25 has a flange 31 intended to be engaged on a recess 32 of the part 30. The flange 31 ensures, in cooperation with the recess 32, the centering of the entire sealing system. The rim 31 has a small peripheral bead 33. It is also of a length such that, before tightening the lining against the face of the part 30, there is a slight clearance e between the two parts 25 and 30, the contact taking place only in the edge area 31.

Ainsi que le montre la fig. 3, après serrage de la garniture 25 contre la pièce 30 au moyen de vis 29 jusqu'à ce que le contact soit entièrement réalisé entre les pièces 25 et 30, il y a, par réaction contre la surface du décrochement 32, un gonflement du bourrelet 33 de sorte que, si le roulement combiné est monté dans un alésage (non représenté), on obtient un serrage dans cet alésage. As shown in fig. 3, after tightening of the lining 25 against the part 30 by means of screws 29 until the contact is completely made between the parts 25 and 30, there is, by reaction against the surface of the recess 32, swelling bead 33 so that, if the combined bearing is mounted in a bore (not shown), a tightening is obtained in this bore.

Le dispositif d'étanchéité représenté à la fig. 4 est également constitué par une garniture 35 en élastomère ou en matière plastique pourvue, dans sa région périphérique de contact avec la pièce 36 sur laquelle elle est destinée à être montée, d'un rebord 37 pourvu d'un bourrelet 38 destiné à se gonfler lors du serrage de la garniture 35 contre la pièce 36. Par ailleurs, la garniture 35 comporte une lèvre d'étanchéité 39 venue de matière destinée à assurer l'étanchéité entre la garniture 35 et la bague extérieure 40 de la butée axiale associée. The sealing device shown in fig. 4 is also constituted by a lining 35 made of elastomer or plastic material provided, in its peripheral region of contact with the part 36 on which it is intended to be mounted, with a flange 37 provided with a bead 38 intended to inflate during tightening of the lining 35 against the part 36. Furthermore, the lining 35 comprises a sealing lip 39 made of material intended to seal between the lining 35 and the outer ring 40 of the associated axial stop.

Ce dispositif d'étanchéité diffère de celui des fig. 2 et 3 en ce qu'il comporte une couronne de renforcement 41 percée d'une série de trous 42 disposés en regard des trous correspondants 43 ménagés dans la garniture 35 pour le passage des vis de fixation 44 dont les têtes prennent appui sur la couronne de renforcement 42. Cette couronne constitue un insert disposé dans la masse de la garniture 35 lors de sa réalisation, par exemple par moulage. This sealing device differs from that of FIGS. 2 and 3 in that it comprises a reinforcing ring 41 pierced with a series of holes 42 arranged opposite the corresponding holes 43 formed in the lining 35 for the passage of the fixing screws 44 whose heads are supported on the ring 42. This crown constitutes an insert placed in the mass of the lining 35 during its production, for example by molding.

Selon la variante représentée à la fig. 5, la garniture 45 diffère de celle représentée à la fig. 4 en ce que, au lieu d'une couronne de renforcement, elle présente une série de rondelles de renforcement 46 situées au droit de chaque passage 47 ménagé pour les vis de fixation 48 de la garniture. According to the variant shown in FIG. 5, the lining 45 differs from that shown in FIG. 4 in that, instead of a reinforcing ring, it has a series of reinforcing washers 46 located at the right of each passage 47 formed for the fixing screws 48 of the lining.

Selon le mode de réalisation des fig. 6 et 7, la garniture 50 est réalisée, comme dans les cas précédents, en caoutchouc ou en matière plastique. Elle comporte une lèvre d'étanchéité intérieure 51 destinée à assurer l'étanchéité vis-à-vis de la bague latérale 52 d'une butée axiale correspondante. La lèvre d'étanchéité 51 est venue de matière avec l'extrémité du corps de la garniture qui présente en outre une collerette 53 dans laquelle sont ménagés les passages 54 pour les vis 55 de fixation de la garniture 50 sur la bague extérieure du roulement radial qui fait partie du roulement combiné. La collerette 53 présente un rebord de centrage 56 destiné à être engagé sur un décrochement 57 prévu dans la bague extérieure du roulement radial. According to the embodiment of FIGS. 6 and 7, the lining 50 is made, as in the previous cases, of rubber or plastic. It comprises an inner sealing lip 51 intended to ensure the seal with respect to the lateral ring 52 of a corresponding axial stop. The sealing lip 51 came integrally with the end of the body of the lining which further has a flange 53 in which the passages 54 are formed for the screws 55 for fixing the lining 50 to the outer ring of the radial bearing which is part of the combined bearing. The flange 53 has a centering flange 56 intended to be engaged on a recess 57 provided in the outer ring of the radial bearing.

Dans sa face opposée au rebord de centrage 56, la collerette 53 • présente une gorge périphérique 58 à parois parallèles à l'axe de la garniture. Dans cette gorge est destinée à être engagée une couronne métallique 59 de forme tronconique. Sur la fig. 6, la couronne 59 est représentée en dehors de la gorge 58, avant le serrage des vis de fixation 55. In its face opposite to the centering rim 56, the collar 53 • has a peripheral groove 58 with walls parallel to the axis of the lining. In this groove is intended to be engaged a metal crown 59 of frustoconical shape. In fig. 6, the crown 59 is shown outside the groove 58, before the fastening screws 55 are tightened.

Sur la fig. 7, on voit que les vis de fixation 55 ont été serrées et ont provoqué la pénétration de la couronne 59 dans la gorge 58 de la garniture 50. Lors de cette pénétration, le bord incliné de la couronne tronconique 59 a provoqué l'écartement de la paroi externe 60 de la gorge 58 de sorte qu'un bourrelet d'étanchéité s'est ainsi constitué. On conçoit donc que, lorsque l'ensemble est engagé dans un alésage, le bourrelet 60 assure l'étanchéité statique du roulement combiné. In fig. 7, it can be seen that the fixing screws 55 have been tightened and have caused the crown 59 to penetrate into the groove 58 of the lining 50. During this penetration, the inclined edge of the frustoconical crown 59 has caused the spacing of the outer wall 60 of the groove 58 so that a sealing bead is thus formed. It is therefore understandable that, when the assembly is engaged in a bore, the bead 60 ensures the static seal of the combined bearing.

Le dispositif représenté aux fig. 8 et 9 diffère essentiellement de celui des fig. 6 et 7 en ce que le rebord de centrage 62 venu de matière avec la collerette 63 de la garniture 64 coopère avec un décrochement tronconique 65 ménagé sur la pièce 66 à laquelle la garniture 64 doit être fixée. The device shown in figs. 8 and 9 differs essentially from that of FIGS. 6 and 7 in that the centering rim 62 integrally formed with the flange 63 of the lining 64 cooperates with a frustoconical recess 65 formed on the part 66 to which the lining 64 must be fixed.

Par ailleurs, dans la collerette 63 sont ménagés des passages 67 pour des vis de fixation 68 tandis qu'un capot de protection 69, dont la forme épouse la forme extérieure de la garniture 64, est immobilisé contre ladite garniture à l'aide des têtes de vis 68. Ce capot de protection permet d'assurer, si nécessaire, une meilleure répartition du serrage. Par ailleurs, il comporte un rebord d'extrémité rentrant 70 qui est en contact avec l'extrémité de la garniture 64 portant la lèvre d'étanchéité 71. Ce rebord 70 assure donc la protection de la lèvre d'étanchéité. Furthermore, in the flange 63 are provided passages 67 for fixing screws 68 while a protective cover 69, the shape of which matches the external shape of the lining 64, is immobilized against said lining using the heads screw 68. This protective cover ensures, if necessary, a better distribution of the tightening. Furthermore, it comprises a re-entrant end flange 70 which is in contact with the end of the lining 64 carrying the sealing lip 71. This flange 70 therefore provides protection for the sealing lip.

On voit sur la fig. 9 que, après serrage des vis 68, le décrochement tronconique 65 provoque l'écartement du rebord de centrage 62 de la garniture 64 et la constitution d'un bourrelet d'étanchéité analogue à celui obtenu dans le mode de réalisation des fig. 6 et 7. We see in fig. 9 that, after tightening of the screws 68, the frustoconical recess 65 causes the centering rim 62 of the lining 64 to be separated and the formation of a sealing bead similar to that obtained in the embodiment of FIGS. 6 and 7.

Le dispositif représenté à la fig. 10 constitue une variante de celui des fig. 6 et 7. Il comporte une garniture 75 dans la collerette 76 de laquelle est noyée une virole de renforcement 77. Cette virole assure un meilleur centrage de la garniture 75 par rapport à la pièce 78 sur laquelle elle doit être montée. Par ailleurs, comme dans le mode de réalisation des fig. 6 et 7, le dispositif comporte une couronne tronconique 79 engagée dans une gorge 80 de la collerette 76 afin de constituer un bourrelet d'étanchéité 81 par écartement vers l'extérieur de la paroi externe de la gorge 80. Enfin, le dispositif est complété par un capot de protection 82 dont le rebord rentrant 83 assure la protection de la lèvre d'étanchéité 84 venue de matière avec la garniture 75. The device shown in fig. 10 constitutes a variant of that of FIGS. 6 and 7. It has a lining 75 in the flange 76 of which a reinforcing ferrule 77 is embedded. This ferrule ensures better centering of the lining 75 relative to the part 78 on which it is to be mounted. Furthermore, as in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the device comprises a frustoconical crown 79 engaged in a groove 80 of the flange 76 in order to constitute a sealing bead 81 by spacing outwards from the external wall of the groove 80. Finally, the device is completed by a protective cover 82, the re-entrant flange 83 ensuring the protection of the sealing lip 84 integrally formed with the lining 75.

L'ensemble des dispositifs qui vient d'être décrit, outre qu'il est d'une fabrication et d'un montage extrêmement simples, présente l'avantage que les moyens d'étanchéité externes n'ont pas à être glissés dans leur logement, mais se forment au cours du serrage de la garniture contre la pièce avec laquelle elle doit être assemblée. All the devices which have just been described, apart from being extremely simple to manufacture and assemble, have the advantage that the external sealing means do not have to be slid into their housing. , but are formed during the tightening of the lining against the part with which it is to be assembled.

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2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

654,382

1. Sealing device for a combined bearing consisting of a radial bearing, the outer ring of which has at least one lateral surface forming a rolling track for rolling elements with an axial stop associated with the radial bearing, the other track bearing of the axial stop being constituted by the lateral surface of a ring disposed opposite the lateral surface forming the track of the outer ring of the radial bearing, characterized in that it is constituted by an annular lining surrounding the lateral ring of the axial stop and fixed to the outer ring (30; 36; 78) of the radial bearing, the lining (25; 35; 45; 50; 64; 75) being made of elastomer or plastic, a lip seal (26 ; 39; 51; 71; 84) intended to ensure the seal with respect to the ring (40; 52) of the axial stop having come integrally with the gasket.

2. Sealing device according to claim 1, characterized in that the gasket (25; 35; 45; 50; 64; 75) has a flange (32; 37; 60; 62; 81) deformable when tightening the packing on the outer ring (30; 36; 78), the deformation of this deformable rim constituting a seal at the outer periphery of the combined bearing.

2

3. Sealing device according to claim 2, characterized in that the deformable flange (31; 38) of the lining (25; 35; 45) is intended to be engaged on a recess (32) formed in the part (30 ) against which the lining (25) must be fixed, the length of the deformable rim (31) being greater than the depth of the recess, the tightening of the lining (25) causing the rim to swell forming the seal.

4. Sealing device according to claim 3, characterized in that the deformable rim (31; 37) has a peripheral bead (33; 38) intended to accentuate the swelling of the rim when the lining is tightened (25; 35; 45) against the ring (30; 36).

5. Sealing device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the lining (35; 45) comprises reinforcing means (41; 46) arranged opposite the holes (43; 47) formed in the packing for the passage of the screws (44; 48) for fixing the packing, and intended to cooperate with the heads of the fixing screws.

6. Sealing device according to claim 5, characterized in that the reinforcing means consist of a ring (41) pierced with holes (42) arranged opposite the holes (43)

for the passage of the fixing screws (44), formed in the lining (35), the crown being embedded in the material of the lining.

7. A sealing device according to claim 5, characterized in that the reinforcing means consist of washers (46) arranged opposite the holes (47) for the passage of the fixing screws (48) formed in the lining ( 35), the washers being embedded in the material of the lining.

8. A sealing device according to claim 2, characterized in that the deformable rim is constituted by the external wall (60; 81) of a peripheral groove (58; 80) formed in the lining (50; 75), a conical crown (59; 79) being intended to be engaged in the peripheral groove when tightening the fastening screws of the lining (50; 73) to cause the separation of the external wall of the peripheral groove.

9. A sealing device according to claim 2, characterized in that the deformable flange (62) is located opposite a recess (65) with an inclined wall intended to cause, during the tightening of the lining (64), the separation of the flange (62) outwards and the formation of an external seal.

10. Sealing device according to one of claims 1 to 4 and 9, characterized in that it further comprises a protective cover (69; 82) conforming to at least part of the external surface of the lining (64 ; 75), said cover comprising a re-entrant flange (70; 83) for protecting the lip seal (71; 84).