EP1476760A2 - Palier a roulement equipe d'un capteur de vitesse de rotation - Google Patents

Palier a roulement equipe d'un capteur de vitesse de rotation

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Publication number
EP1476760A2
EP1476760A2 EP03718887A EP03718887A EP1476760A2 EP 1476760 A2 EP1476760 A2 EP 1476760A2 EP 03718887 A EP03718887 A EP 03718887A EP 03718887 A EP03718887 A EP 03718887A EP 1476760 A2 EP1476760 A2 EP 1476760A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
groove
axial
radial
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03718887A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Olivier Message
Carole Girardin
Stéphane REIHER
Alain Forcione
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana TM4 Inc
SKF France SAS
Original Assignee
Technologies M4 Inc
SKF France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technologies M4 Inc, SKF France SAS filed Critical Technologies M4 Inc
Publication of EP1476760A2 publication Critical patent/EP1476760A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083—Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067—Fixing them in a housing

Definitions

  • the present invention relates to the field of instrumented rolling bearings fitted with a set for detecting rotation parameters, such as angular position, direction of rotation, speed, acceleration.
  • the invention relates more particularly to an instrumented rolling bearing comprising a sensor secured to a non-rotating ring and an encoder secured to a rotating ring, the angular position of the sensor being indexed from a non-rotating element, so as to ability to know the angular position of the encoder relative to the fixed element.
  • Such rolling bearings are used for example for driving electric motors of the synchronous type.
  • the indexing of the sensor makes it possible to know in particular the speed of rotation and the position of the poles of the rotor relative to the poles of the stator.
  • Document EP 1 037 051 discloses an instrumented rolling bearing device in which an encoder member is secured to a shaft, a sensor unit being secured to a rotating ring.
  • the rotating ring is mounted in a bore of a fixed part so as to allow axial movement relative to the fixed part, washers exerting an axial force on the non-rotating ring to hold it in position.
  • the sensor block is fitted onto the outer surface of the non-rotating ring.
  • a device using on the one hand washers to exert an axial force on the non-rotating ring and on the other hand pins to angularly immobilize the sensor relative to the fixed part, is expensive and difficult to assemble. .
  • the invention provides an instrumented rolling bearing device, comprising means for angularly immobilizing a non-rotating part of the device on a support while allowing relative axial movement of the device relative to the support, having a limited number of parts, and being able to be obtained at low cost.
  • An instrumented rolling bearing device of the type comprising a non-rotating ring, a rotating ring, at least one row of rolling elements disposed between two raceways of the rotating and non-rotating rings and an information sensor assembly, comprises a non-rotating sensor block and a rotating encoder.
  • the instrumented rolling bearing device comprises means for angularly immobilizing the sensor unit with respect to a support, while exerting an axial force between a bearing surface of the sensor unit and a surface of support support, and allowing relative axial movement of the sensor block relative to the support.
  • the sensor unit remains angularly stationary relative to the support in a predefined relative angular position.
  • the means for angularly immobilizing the sensor block on the support is axially prestressed between a bearing surface of the sensor block and a bearing surface of the support to exert an axial force between said bearing surfaces.
  • the instrumented rolling bearing device can be maintained in an adequate angular position, while allowing, within a certain limit, a relative axial movement of the sensor unit relative to the support.
  • the angular immobilization means also constitutes a means of angular indexing of the sensor block relative to the support.
  • the angular indexing of the position of the sensor block relative to the support allows to know with precision the angular position of the sensor block relative to the support, which will not change thanks to the angular immobilization means.
  • the angular immobilization means comprises at least one axially elastic tab, comprising a first end in axial support on the bearing surface of the sensor block, and a second end opposite to the first end and in axial support on a support surface of the support.
  • the elastic deformation of the tab allowing the axial displacement of the sensor block relative to the support, is accompanied by the creation of axial force between the bearing surface of the sensor block and the bearing surface of the support.
  • the angular immobilization means cooperates with at least one groove arranged on a bearing surface.
  • a groove is radial
  • the groove is arranged on the bearing surface of the sensor block.
  • the groove is arranged on the support surface of the support.
  • a tab comprises at least one end projecting into a groove arranged on a bearing surface. The protruding tab in a groove formed on a bearing surface allows a connection in rotation.
  • a groove has an open profile, comprising a radial bottom surface and inclined edge surfaces.
  • the tab cooperates with the inclined edge surfaces of the groove, so that the tab projecting into the radial groove is introduced into the groove until it is in simultaneous contact with the two inclined edge surfaces of the groove, so that there is no angular play between the sensor unit and the elastic tab.
  • the tab is supported on inclined edge surfaces of the groove.
  • the angular immobilization means comprises a plurality of axially elastic tabs.
  • the legs are independent or linked together.
  • the use of a plurality of legs makes it possible to distribute and balance the force exerted on a bearing surface.
  • the force created between the bearing surfaces will be more or less important depending on the relative axial displacement of the bearing surfaces.
  • the connection of the legs allows cooperation of the legs for the angular immobilization of the sensor unit relative to the support.
  • the legs come from a crown secured to the support.
  • the crown can be in contact directly on a bearing surface, by distributing an axial force over the whole of the bearing surface.
  • the use of a crown also makes it possible to obtain the legs in a single assembly in order to facilitate assembly, which is done in a single operation for all of the legs.
  • the tabs come from a crown secured to the sensor block.
  • the ends of the legs opposite a crown are free.
  • the instrumented rolling bearing device is adapted for use in an electric motor comprising a stator, a rotor, and a first rolling bearing device.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of an instrumented rolling bearing device
  • FIG. 2 is a partial sectional view along LT - 13 of Figure 1;
  • - Figure 3 is a perspective view of the instrumented rolling bearing device of Figure 1;
  • FIG. 4 is an axial sectional view of a second embodiment of the instrumented rolling bearing device.
  • the instrumented rolling bearing referenced 1 as a whole, is mounted on one end 2 of a non-rotating shaft 3.
  • Said shaft 3 comprises a cylindrical axial portion 4 of outside diameter greater than the outside diameter of the end 2 of the shaft 3.
  • a cylindrical seat 5 is formed between the end of the axial portion 4 and the end 2 of the shaft 3, and has an outside diameter smaller than the outside diameter of the axial portion 4 , while being greater than the outer diameter of the end 2.
  • a radial bearing surface 7 extends between the cylindrical surface 5 and the outer surface 6 of the axial portion 4.
  • a radial surface 8 extends between the surface cylindrical outer surface 9 of the end 2 of the shaft 3 and the cylindrical bearing surface 5.
  • the cylindrical bearing surface 5 is provided on its outer surface with a thread.
  • the bearing 1 comprises an inner ring 10 provided on its outer surface with a raceway 11, an outer ring 12 provided on its inner surface with a raceway 13, a row of rolling elements 14, here balls, disposed between the raceways 11 and 13 of the inner 10 and outer 12 rings, and held circumferentially spaced by a cage 15.
  • the outer ring 12 comprises on its inner surface two annular grooves 16,
  • Bearing 1 could include a plurality of rows of rolling elements, for example two. Furthermore, different rolling elements can be used, such as rollers or needles.
  • the sealing member 18 seals the inner space of the bearing 1 lying radially between the inner 10 and outer 12 rings, against the intrusion of foreign bodies, or against lubricant leaks, such only grease, disposed in the bearing 1.
  • a rotating element 19 comprises an axial portion 20 having a bore 20a in which is fitted the outer ring 12 of the bearing 1.
  • An annular wall 21 extends radially inwards from from the end of the axial portion 20 of the rotating element 19, axially on the side opposite to the sealing member 18.
  • the outer ring 12 of the bearing 1 comprises a front face coming into axial contact al on the annular wall 21 of the rotating element 19.
  • the annular wall 21 of the rotating element 19 has an inner diameter greater than the diameter of the bore of the outer ring 2.
  • a radial flank 22 extends radially outwards from the end of the axial portion 20 opposite the annular wall 21.
  • the radial flank 22 is provided with circumferentially spaced holes 23 and intended to allow the fixing of the rotating element 19 on a member rotating relative to the shaft 3, a wheel for example.
  • the rotating element 19 comprises an annular bead 24 extending axially from the zone of smallest diameter of the radial wall 23, and whose bore 24a extends the bore 20a of the axial wall 20.
  • An annular groove 25 to rectangular profile is partially formed in the bore 24a by extending axially over the bore 20a.
  • the annular wall 21 and the retaining member 26 axially hold the outer ring 12 of the bearing 1 in the bore 20a of the rotating element 19.
  • the outer ring 12 is force fitted into the bore 20a of the rotating element 19, the outer ring 12 being integral in rotation with the rotating element 19.
  • a detection assembly referenced 27 as a whole comprises an encoder ring 28 and a sensor block 29.
  • the encoder ring 28 comprises an annular portion 30 located radially in part between the inner ring 10 and the outer ring 12 projecting axially from the interior space of the bearing 1.
  • the annular portion 30 comprises an inner cylindrical bearing surface 31, axially on the side of its end adjacent to the rolling elements 14.
  • the annular portion 30 is fitted on the interior surface of the outer ring 12.
  • the annular portion 30 comprises an annular bead 32 projecting radially outwards, close to the axial end of the annular portion 30 on the side of the rolling elements 14.
  • the annular bead 32 projects radially in the annular groove 16 of the outer ring 12, for angularly and axially securing the encoder 28 on the outer ring 12.
  • the annular portion 30 extends axially beyond the annular wall 21 of the element turning 19.
  • An active part of the encoder is located on a portion 33 of the outer surface 30a of the annular portion 30 adjacent to the axial end of the annular portion 30 opposite to. annular bead 32.
  • the sensor unit 29 comprises an annular ring 34 disposed axially on the same side of the bearing 1 as the encoder 28.
  • the annular ring 34 is provided with a bore 34a of diameter greater than the external surface 9 of the end 2 of the shaft 3, a radial bearing surface 34b oriented on the side of the axial portion 4 of the shaft 3, and a radial surface 34c axially opposite the radial bearing surface 34b.
  • the radial surface 34c comes axially close to the annular wall 21 of the rotating element 19 by forming a narrow radial passage with the annular wall 21.
  • An axial cup 35 projects axially from the zone of smallest diameter of the radial surface 34c of the annular ring 34, on the side of the bearing 1.
  • the axial cup 35 comprises a radial end surface 35a coming to bear axially on a front wall of the inner ring 10.
  • An annular rib 36 extends axially from the zone of larger diameter of the axial bounelet 35 and is fitted onto the outer surface of the inner ring 10.
  • the annular ring 34 comprises on the radial surface 34c an annular groove 37 of rectangular section, radially adjacent to the axial bounelet 35.
  • the annular portion 30 of the encoder 28 projects axially in the annular groove 37.
  • the annular ring 34 comprises a detection member 38 flush with the edge surface 37a of larger diameter of the annular groove 37, radially opposite the active part of the encoder 28 located on the outer surface of the annular portion 30 of the encoder 28. If the active part is a succession of reflecting and non-reflecting parts, the detection member 38 is of the optical type. If the active part is a multipolar magnetic ring, the detection member 38 is of the magneto-sensitive type, for example a Hall effect cell. Other types of encoders and sensors could be envisaged.
  • the air-tightness of the detection assembly 27, located radially between the external surface 30a of the annular portion 30 of the encoder 28 and the detection member 38, is ensured on the one hand by the narrow passage formed between the radial surface 34c of the annular ring 34 and the annular wall 21 of the rotating element 19, and on the other hand by the other narrow passage formed radially between the bounelet 35 and the annular portion 30 of the encoder 28.
  • the intrusion of foreign bodies into the air gap of the detection assembly 27 could disturb the measurements carried out by said detection assembly 27.
  • connection portion 39 protrudes radially from the annular ring 34.
  • a wire 40 projecting radially outward from the connection portion 39 is connected in a manner not shown to the detection member 38.
  • the radial bearing surface 34b of the annular crown 34 comprises five radial grooves 41, 42, 43, 44, 45, circumferentially regularly spaced.
  • the radial groove 41 having an open profile section, includes a radial bottom surface 46, and inclined edge surfaces 47, 48.
  • the groove 41 extends radially to the outer surface of the annular ring 34.
  • the grooves 42, 43, 44, 45 are similar to the groove 41.
  • An angular immobilization means 49 comprises a crown 50 centered on the bearing 5 of the shaft 3 coming to bear axially on the radial bearing surface 7 of the shaft 3.
  • the immobilization means 49 comprises five legs 51, 52, 53, 54, 55 from crown 50.
  • the tab 51 comprises a first end 51a connected to the periphery of the crown 50, a portion 51b extending obliquely, radially outward, in the direction of the radial bearing surface 34b of the annular crown 34, and a second free radial end 51c, opposite the first end 51a, and forming projection in the radial groove 41 of the radial bearing surface 34b of the annular ring 34.
  • the free end 51c of the tab 51 projecting into the radial groove 41 has inclined surfaces forming a trapezoidal section to cooperate with the inclined edge surfaces 47, 48 of the radial groove 41.
  • a nut 56 is screwed onto the thread of the bearing surface 5 of the shaft 3, and comes to block the crown 50 axially and angularly on the radial surface 7 of the shaft 3.
  • the tabs 51, 52, 53, 54, 55 are therefore integral in rotation with the non-rotating shaft 3 serving as a support.
  • Any suitable means can be envisaged for angularly indexing the angular immobilization means 49 relative to the non-rotating shaft 3 before the nut 56 is tightened.
  • the sensor block 29 is angularly stationary relative to the shaft 3.
  • each radial groove 41, 42, 43, 44, 45 until each comes to bear simultaneously on the two inclined edge surfaces of each radial groove 41, 42, 43, 44, 45.
  • This simultaneous contact makes it possible to ensure that there is no angular clearance radially between the sensor unit 29 and the legs 51, 52, 53, 54, 55, as could be the case if the grooves and the legs had a rectangular section.
  • the inclined edge surfaces like the edge surfaces 47, 48, make it possible to make up for the angular play.
  • the angular position of the sensor block relative to the legs 51, 52, 53, 54, 55, is therefore precise.
  • other sections of the grooves and lugs are adapted to produce the same effect of eliminating the angular play.
  • the small thickness of the legs 51, 52, 53, 54, 55, the large length of the oblique portions and the elasticity of the material allow the axial deformation of the legs 51, 52, 53, 54, 55 so as to allow an axial displacement. relative to the sensor block 29 relative to the end 2 of the shaft 3, the axial contact between the free ends of the legs 51, 52, 53, 54, 55 and the grooves 41, 42, 43, 44, 45 being permanently maintained during the authorized relative axial movement of the sensor unit 29 relative to the shaft 3.
  • the lugs 51, 52, 53, 54, 55 exert by elasticity an axial force on the radial bearing surface 34b of the sensor block, the crown 50 exerting an opposite axial force on the radial bearing surface 7 of the shaft 3.
  • An axial displacement of the sensor block 29 towards the crown 50 causes an increase in the axial force exerted by the lugs 51, 52, 53, 54, 55.
  • An axial displacement of the sensor block 29 on the side opposite to the crown 50 causes a reduction in the axial force exerted by the lugs 51, 52, 53, 54, 55.
  • the sensor block 29 having a bounelet 35 provided with a radial surface
  • the diameter of the bore 34a of the annular ring 34 being greater than the diameter of the outer surface 9 of the end 2, the sensor block 29 can move axially freely relative to the end 2 of the shaft 3.
  • the block sensor 29, the annular rib 36 of which is fitted onto the outer surface of the inner ring 10, is integral with the inner ring 10.
  • the inner ring 10 being mounted with a clearance of the "sliding-just" type on the outer surface 9 of the end 2 of the shaft 3, the ring 10 can have an axial movement relative to the end 2 of the shaft
  • the legs 51, 52, 53, 54, 55 are adapted so that, when the mechanical assembly is in a normal rest position, the legs 51, 52, 53, 54, 55 exert an axial force on the surface radial support 34b.
  • the axial force transmitted by the sensor unit 29 to the inner ring 10 makes it possible to exert a prestressing force on the bearing 1 disposed in a normal position of use.
  • the lugs 51, 52, 53, 54, 55 can be dimensioned so that, whatever the axial position of the rolling bearing 1 on the end 2 of the axis 3 when using the bearing device rolling, the legs 51, 52, 53, 54, 55 exert an axial force on the radial bearing surface 34b. This ensures that the legs 51, 52,
  • the length of the radial grooves 41, 42, 43, 44, 45 is adapted to allow the deformation of the legs 51, 52, 53, 54, 55.
  • the legs 51, 52, 53, 54, 55 tend to deform by opening radially outward.
  • the free ends of the legs 51, 52, 53, 54, 55, bearing in the grooves 41, 42, 43, 44, 45 then slide radially outward in the grooves 41, 42, 43, 44, 45.
  • the grooves 41, 42, 43, 44, 45 extend to the outer surface of the annular ring 34, the sliding of the legs 51, 52, 53, 54, 55 is not hampered.
  • the radial grooves 41, 42, 43, 44, 45 must extend radially inwards so as to allow the legs to slide. 51, 52, 53, 54, 55 which find a position of least deformation.
  • the sensor block 29 is angularly oriented with respect to the fixing lugs 51, 52, 53, 54, 55.
  • the crown 50 of the immobilization means 49 may itself include a means of indexing the crown 50 on the shaft 3, such as a lug protruding in an axial groove formed on the bearing 5 of the shaft 3.
  • the angular position of the crown relative to the shaft 3 is precisely defined, so that the angular position of the block sensor 29 and therefore of the detection member 38 relative to the shaft 3 is also known with precision.
  • the crown 50 can be secured to the shaft 3 by another means than the nut 56.
  • the immobilization means 49 is adapted to be prestressed, the crown 50 is constantly subjected to a force which brings it closer to the radial surface 7.
  • a bonding may suffice to fix the crown 50.
  • the elastic deformation of the tab allows the introduction of the crown, until the tab is released in the annular groove and prevents reverse axial movement of the crown 50.
  • legs 51, 52, 53, 54, 55 are circumferentially spaced unevenly, in order to easily determine the adequate and unique angular position of the sensor block 29 relative to the shaft 3. It is also possible to consider other means, such as coding or visual marks, to allow angular orientation of the sensor unit when mounting the rolling bearing device.
  • angular immobilization means 49 makes it possible to immobilize and index the sensor block 29 angularly relative to the shaft 3, an accidental rotation of the inner ring 10 relative to the sensor block 29 will not cause angular movement of the sensor unit 29 relative to the shaft 3, thus not disturbing the position measurements carried out by the detection assembly 27.
  • the angular immobilization means 49 comprises a crown 61 of large diameter disposed in an annular clearance 62 arranged on the radial surface 34b of the sensor block 29, said crown 61 being fixed to the sensor block by means of screws symbolized by dashed lines on Figure 4 for better clarity of the drawing.
  • the lug 63 comprises a first end 63a connected to a zone of smaller diameter of the crown 61, a portion 63b extending obliquely, radially inwards, in the direction of the radial surface 7 of the shaft 3.
  • the lug 63 comprises a second free radial end 63c, opposite the first end 63a, projecting into a radial groove 65 formed on the radial surface 7 of the shaft 3.
  • Each leg of the angular immobilization means 49 is associated with a radial groove made on the radial surface 7.
  • the dimensions of the radial groove 65 are adapted so as not to hinder the deformation of the tab 63 by allowing the radial sliding of the second end 63c of the tab 63 in the groove 65.
  • the tabs have two ends: a free end projecting into a groove in a bearing surface and one end embedded in a crown fixed on an opposite bearing surface.
  • the legs are not linked by a crown.
  • Each tab is independent and has a free end projecting into a groove in a support surface and one end fixed to an opposite support surface. The end fixed to a bearing surface can also project into a groove provided on said bearing surface.
  • the fixed end may be the end in contact with the support surface of the support, or the end in contact with the support surface of the sensor block. It is also possible to provide for the two ends of a tab to be fixed on the corresponding supporting surfaces, one end or both ends projecting into a groove, or no groove being provided. It is also possible to provide that the two ends of a tab are embedded in a crown fixed to the corresponding supporting surface.
  • Angular immobilization means have been described comprising several legs. Of course, an angular immobilization means comprising a single tab pounait suitable.
  • the instrumented rolling bearing device allows angularly immobilizing the sensor unit with respect to a support, while transmitting an axial force between a radial surface of the support and a radial surface of the sensor unit. It is thus possible to obtain an instrumented rolling bearing allowing relative axial displacement of the instrumented rolling bearing relative to the support. One can also obtain, with the same device, an angular indexing of the sensor unit with respect to the support.
  • the instrumented rolling bearing device thus obtained having a limited number of parts, has a low manufacturing cost and can be mounted in a limited number of operations.

Landscapes

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Abstract

Dispositif de palier à roulement instrumenté, du type comprenant une bague non tournante (10), une bague tournante (12), au moins une rangée d'éléments roulants (14) disposés entre deux chemins de roulement (11, 13) des bagues tournante (12) et non tournante (10), et un ensemble capteur d'informations comprenant un bloc capteur (29) non tournant et un codeur (28) tournant (12), la dispositif comprenant un moyen pour immobiliser angulairement (49) le bloc capteur (29) par rapport à un support (3), tout en exerçant un effort axial entre une surface d'appui (34b) du bloc capteur (29) et une surface d'appui (7) du support (3), et en autorisant un déplacement axial relatif du bloc capteur (29) par rapport au support (3).

Description

Palier à roulement instrumenté.
La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement instrumentés munis d'un ensemble de détection des paramètres de rotation, tels que la position angulaire, le sens de rotation, la vitesse, l'accélération.
L'invention concerne plus particulièrement un palier à roulement instrumenté comprenant un capteur solidaire d'une bague non tournante et un codeur solidaire d'une bague tournante, la position angulaire du capteur étant indexée à partir d'un élément non tournant, de façon à pouvoir connaître la position angulaire du codeur par rapport à l'élément fixe.
De tels paliers à roulement sont utilisés par exemple pour le pilotage de moteurs électriques du type synchrone. L'indexation du capteur permet de connaître en particulier la vitesse de rotation et la position des pôles du rotor par rapport aux pôles du stator. On connaît par le document EP Al 1 037 051 un dispositif de palier à roulement instrumenté dans lequel un organe codeur est solidaire d'un arbre, un bloc capteur étant solidaire d'une bague tournante. La bague tournante est montée dans un alésage d'une partie fixe de façon à autoriser un déplacement axial relativement à la partie fixe, des rondelles exerçant une force axiale sur la bague non tournante pour la maintenir en position. Le bloc capteur est emmanché sur la surface extérieure de la bague non tournante. Des pions disposés axialement, en saillie dans des orifices pratiqués dans la partie fixe et dans le capteur, solidarisent angulairement le capteur et la partie non tournante, tout en permettant une indexation du capteur par rapport à la partie fixe. Néanmoins, un tel dispositif, utilisant d'une part des rondelles pour exercer un effort axial sur la bague non tournante et d'autre part des pions pour immobiliser angulairement le capteur par rapport à la partie fixe, s'avère coûteux et difficile à monter.
L'invention propose un dispositif de palier à roulement instrumenté, comprenant des moyens pour immobiliser angulairement une partie non tournante du dispositif sur un support tout en autorisant un déplacement axial relatif du dispositif par rapport au support, possédant un nombre limité de pièces, et pouvant être obtenu à faible coût. Un dispositif de palier à roulement instrumenté, du type comprenant une bague non tournante, une bague tournante, au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre deux chemins de roulement des bagues tournantes et non tournantes et un ensemble capteur d'informations, comprend un bloc capteur non tournant et un codeur tournant. Selon un aspect de l'invention, le dispositif de palier à roulement instrumenté comprend un moyen pour immobiliser angulairement le bloc capteur par rapport à un support, tout en exerçant un effort axial entre une surface d'appui du bloc capteur et une surface d' appui du support, et en autorisant un déplacement axial relatif du bloc capteur par rapport au support. Ainsi, le bloc capteur reste immobile angulairement par rapport au support dans une position angulaire relative prédéfinie. Le moyen pour immobiliser angulairement le bloc capteur sur le support est précontraint axialement entre une surface d'appui du bloc capteur et une surface d'appui du support pour exercer un effort axial entre lesdites surfaces d'appui. Le dispositif de palier à roulement instrumenté peut être maintenu dans une position angulaire adéquate, tout en autorisant dans une certaine limite un déplacement axial relatif du bloc capteur par rapport au support.
Avantageusement, le moyen d'immobilisation angulaire constitue également un moyen d'indexation angulaire du bloc capteur par rapport au support. Lors du montage du bloc capteur, l'indexation angulaire de la position du bloc capteur par rapport au support permet de connaître avec précision la position angulaire du bloc capteur par rapport au support, qui ne changera pas grâce au moyen d'immobilisation angulaire.
Dans un mode de réalisation, le moyen d'immobilisation angulaire comprend au moins une patte élastique axialement, comprenant une première extrémité en appui axial sur la surface d'appui du bloc capteur, et une seconde extrémité opposée à la première extrémité et en appui axial sur une surface d'appui du support. La déformation élastique de la patte, permettant le déplacement axial relatif du bloc capteur par rapport au support, s'accompagne d'une création d'effort axial entre la surface d'appui du bloc capteur et la surface d'appui du support.
Avantageusement, le moyen d'immobilisation angulaire coopère avec au moins une rainure aménagée sur une surface d'appui. De préférence, une rainure est radiale Dans un mode de réalisation, la rainure est aménagée sur la surface d'appui du bloc capteur.
Dans un mode de réalisation, la rainure est aménagée sur la surface d'appui du support. Avantageusement, une patte comprend au moins une extrémité en saillie dans une rainure aménagée sur une surface d'appui. La patte en saillie dans une rainure ménagée sur une surface d'appui permet une liaison en rotation.
Avantageusement, une rainure possède un profil ouvert, comprenant une surface radiale de fond et des surfaces de bord inclinées. Ainsi, la patte coopère avec les surfaces de bord inclinées de la rainure, de façon que la patte en saillie dans la rainure radiale s'introduit dans la rainure jusqu'à être en contact simultané avec les deux surfaces de bord inclinées de la rainure, de façon qu'il n'existe pas de jeu angulaire entre le bloc capteur et la patte élastique.
Avantageusement, la patte est en appui sur des surfaces de bord inclinées de la rainure.
Avantageusement, le moyen d'immobilisation angulaire comprend une pluralité de pattes axialement élastiques. Les pattes sont indépendantes ou liées entre elles. L'utilisation d'une pluralité de pattes permet de répartir et d'équilibrer l'effort exercé sur une surface d'appui. En fonction du nombre de pattes, de leur profil et de l'élasticité du matériau utilisé, l'effort créer entre les surfaces d'appui sera plus ou moins important en fonction du déplacement axial relatif des surfaces d'appui. La liaison des pattes permet une coopération des pattes en vue de l'immobilisation angulaire du bloc capteur par rapport au support.
Dans un mode de réalisation, les pattes sont issues d'une couronne solidarisée au support. La couronne peut être en contact directement sur une surface d'appui, en répartissant un effort axial sur l'ensemble de la surface d'appui. L'utilisation d'une couronne permet également d'obtenir les pattes en un unique ensemble afin d'en faciliter le montage, qui se fait en une unique opération pour l'ensemble des pattes. Dans un autre mode de réalisation, les pattes sont issues d'une couronne solidarisée au bloc capteur. De préférence, les extrémités des pattes opposées à une couronne sont libres. Le dispositif de palier à roulement instrumenté est adapté pour être utilisé dans un moteur électrique comprenant un stator, un rotor, et un premier dispositif de palier à roulement.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples non-limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de palier à roulement instrumenté ;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe selon LT - 13 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de palier à roulement instrumenté de la figure 1 ; et
- la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un second mode de réalisation du dispositif de palier à roulement instrumenté.
Sur les figures 1 et 3, le palier à roulement instrumenté, référencé 1 dans son ensemble, est monté sur une extrémité 2 d'un arbre non tournant 3. Ledit arbre 3 comprend une portion axiale cylindrique 4 de diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur de l'extrémité 2 de l'arbre 3. Une portée cylindrique 5 est formée entre l'extrémité de la portion axiale 4 et l'extrémité 2 de l'arbre 3, et présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la portion axiale 4, tout en étant supérieur au diamètre extérieur de l'extrémité 2. Une surface radiale d'appui 7 s'étend entre la portée cylindrique 5 et la surface extérieure 6 de la portion axiale 4. Une surface radiale 8 s'étend entre la surface extérieure cylindrique 9 de l'extrémité 2 de l'arbre 3 et la portée cylindrique 5. La portée cylindrique 5 est pourvue sur sa surface extérieure d'un filetage. Le roulement 1 comprend une bague intérieure 10 pourvue sur sa surface extérieure d'un chemin de roulement 11, une bague extérieure 12 pourvue sur sa surface intérieure d'un chemin de roulement 13, une rangée d'éléments roulants 14, ici des billes, disposés entre les chemins de roulement 11 et 13 des bagues intérieure 10 et extérieure 12, et maintenus circonférentiellement espacés par une cage 15. La bague extérieure 12 comprend sur sa surface intérieure deux rainures annulaires 16,
17 adjacentes aux extrémités axiales opposées de la bague extérieure 12. La bague intérieure 10 est montée sur la surface extérieure 9 de l'extrémité 2 de l'arbre 3, avec un ajustement du type « glissant-juste ». Le roulement 1 pourrait comprendre une pluralité de rangées d'éléments roulants, par exemple deux. Par ailleurs, on peut utiliser des éléments roulants différents, tels que des rouleaux ou des aiguilles.
Un organe d'étanchéité 18, fixé dans la rainure annulaire 17 de la bague extérieure 12, axialement du côté de la bague extérieure 12 opposé à la portion axiale 4 de l'arbre 3, vient en contact de frottement sur la surface extérieure de la bague intérieure 10. L'organe d'étanchéité 18 assure l'étanchéité de l'espace intérieur du roulement 1 compris radialement entre les bagues intérieure 10 et extérieure 12, contre l'intrusion de corps étrangers, ou contre les fuites de lubrifiant, tel que de la graisse, disposé dans le roulement 1. Un élément tournant 19 comprend une portion axiale 20 possédant un alésage 20a dans lequel est emmanchée la bague extérieure 12 du roulement 1. Une paroi annulaire 21 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de l'extrémité de la portion axiale 20 de l'élément tournant 19, axialement du côté opposé à l'organe d'étanchéité 18. La bague extérieure 12 du roulement 1 comprend une face frontale venant en contact axial sur la paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19. La paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19 possède un diamètre intérieur supérieur au diamètre de l'alésage de la bague extérieure 2.
Un flanc radial 22 s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité de la portion axiale 20 opposée à la paroi annulaire 21. Le flanc radial 22 est pourvu de perçages 23 circonférentiellement espacés et destinés à permettre la fixation de l'élément tournant 19 sur un organe tournant par rapport à l'arbre 3, une roue par exemple. L'élément tournant 19 comprend un bourrelet annulaire 24 s' étendant axialement à partir de la zone de moindre diamètre de la paroi radiale 23, et dont l'alésage 24a prolonge l'alésage 20a de la paroi axiale 20. Une rainure annulaire 25 à profil rectangulaire est formée partiellement dans l'alésage 24a en débordant axialement sur l'alésage 20a. Un organe de retenue 26, du type circlips, logé dans la rainure 25, vient en butée axiale contre une face frontale de la bague extérieure 12 opposée à la face de la bague extérieure 12 venant en butée axiale sur la paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19. La paroi annulaire 21 et l'organe de retenue 26 maintiennent axialement la bague extérieure 12 du roulement 1 dans l'alésage 20a de l'élément tournant 19. La bague extérieure 12 est emmanchée à force dans l'alésage 20a de l'élément tournant 19, la bague extérieure 12 étant solidaire en rotation de l'élément tournant 19. Un ensemble de détection référencé 27 dans son ensemble comprend un anneau codeur 28 et un bloc capteur 29. L'anneau codeur 28 comprend une portion annulaire 30 située radialement en partie entre la bague intérieure 10 et la bague extérieure 12 en faisant saillie axialement de l'espace intérieur du roulement 1. La portion annulaire 30 comprend une portée cylindrique intérieure 31, axialement du côté de son extrémité adjacente aux éléments roulants 14. La portion annulaire 30 est emmanchée sur la surface intérieure de la bague extérieure 12.
La portion annulaire 30 comprend un bourrelet annulaire 32 faisant saillie radialement vers l'extérieur, à proximité de l'extrémité axiale de la portion annulaire 30 du côté des éléments roulants 14. Le bounelet annulaire 32 fait saillie radialement dans la rainure annulaire 16 de la bague extérieure 12, pour solidariser angulairement et axialement le codeur 28 sur la bague extérieure 12. Du côté opposé à son extrémité adjacente aux éléments roulants 14, la portion annulaire 30 s'étend axialement au- delà de la paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19. Une partie active du codeur se situe sur une portion 33 de la surface extérieure 30a de la portion annulaire 30 adjacente à l'extrémité axiale de la portion annulaire 30 opposée au. bourrelet annulaire 32.
Le bloc capteur 29 comprend une couronne annulaire 34 disposé axialement du même côté du roulement 1 que le codeur 28. La couronne annulaire 34 est pourvue d'un alésage 34a de diamètre supérieur à la surface extérieure 9 de l'extrémité 2 de l'arbre 3, d'une surface radiale d'appui 34b orientée du côté de la portion axiale 4 de l'arbre 3, et d'une surface radiale 34c axialement opposée à la surface radiale d'appui 34b. La surface radiale 34c vient axialement à proximité de la paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19 en formant un passage étroit radial avec la paroi annulaire 21.
Un bounelet axial 35 fait saillie axialement à partir de la zone de moindre diamètre de la surface radiale 34c de la couronne annulaire 34, du côté du roulement 1. Le bounelet axial 35 comprend une surface radiale d'extrémité 35a venant en appui axial sur une paroi frontale de la bague intérieure 10. Une nervure annulaire 36 s'étend axialement à partir de la zone de plus grand diamètre du bounelet axial 35 et vient s'emmancher sur la surface extérieure de la bague intérieure 10.
La couronne annulaire 34 comprend sur la surface radiale 34c une rainure annulaire 37 à section rectangulaire, radialement adjacente au bounelet axial 35. La portion annulaire 30 du codeur 28 fait saillie axialement dans la rainure annulaire 37. La couronne annulaire 34 comprend un organe de détection 38 affleurant la surface de bord 37a de plus grand diamètre de la rainure annulaire 37, radialement en regard de la partie active du codeur 28 située sur la surface extérieure de la portion annulaire 30 du codeur 28. Si la partie active est une succession de parties réfléchissantes et non réfléchissantes, l'organe de détection 38 est du type optique. Si la partie active est une couronne magnétique multipolaire, l'organe de détection 38, est du type magnéto-sensible, par exemple une cellule à effet Hall. D'autres types de codeurs et de capteurs pounaient être envisagés.
L'étanchéité de l'entrefer de l'ensemble de détection 27, situé radialement entre la surface extérieure 30a de la portion annulaire 30 du codeur 28 et l'organe de détection 38, est assurée d'une part par le passage étroit formé entre la surface radiale 34c de la couronne annulaire 34 et la paroi annulaire 21 de l'élément tournant 19, et d'autre part par l'autre passage étroit formé radialement entre le bounelet 35 et la portion annulaire 30 du codeur 28. En effet, l'intrusion de corps étrangers dans l'entrefer de l'ensemble de détection 27 pounait perturber les mesures réalisées par ledit ensemble de détection 27.
Une portion de connexion 39 fait saillie radialement de la couronne annulaire 34. Un fil 40 faisant saillie radialement vers l'extérieur de la portion de connexion 39 est relié de façon non représentée à l'organe de détection 38. La surface radiale d'appui 34b de la couronne annulaire 34 comprend cinq rainures radiales 41, 42, 43, 44, 45, circonférentiellement régulièrement espacées. Comme on peut le voir sur la figure 2, la rainure radiale 41, possédant une section à profil ouvert, comprend une surface de fond 46 radiale, et des surfaces de bord 47, 48 inclinées. Comme on peut le voir sur la figure 3, la rainure 41 s'étend radialement jusqu'à la surface extérieure de la couronne annulaire 34. Les rainures 42, 43, 44, 45 sont similaires à la rainure 41.
Un moyen d'immobilisation angulaire 49 comprend une couronne 50 centrée sur la portée 5 de l'arbre 3 venant en appui axial sur la surface radiale d'appui 7 de l'arbre 3. Le moyen d'immobilisation 49 comprend cinq pattes 51, 52, 53, 54, 55 issues de la couronne 50.
La patte 51 comprend une première extrémité 51a reliée à la périphérie de la couronne 50, une portion 51b s 'étendant obliquement, radialement vers l'extérieur, en direction de la surface radiale d'appui 34b de la couronne annulaire 34, et une seconde extrémité 51c radiale libre, opposée à la première extrémité 51a, et faisant saillie dans la rainure radiale 41 de la surface radiale d'appui 34b de la couronne annulaire 34.
L'extrémité libre 51c de la patte 51 faisant saillie dans la rainure radiale 41 possède des surfaces inclinées formant une section trapézoïdale pour coopérer avec les surfaces de bord inclinées 47, 48 de la rainure radiale 41. Les autres pattes 52, 53,
54, 55 sont similaires à la patte 51.
Un écrou 56 est vissé sur le filetage de la portée 5 de l'arbre 3, et vient bloquer axialement et angulairement la couronne 50 sur la surface radiale 7 de l'arbre 3. Les pattes 51, 52, 53, 54, 55 sont donc solidaires en rotation de l'arbre non tournant 3 servant de support.
Tout moyen approprié peut être envisagé pour indexer angulairement le moyen d'immobilisation angulaire 49 par rapport à l'arbre non tournant 3 avant le senage de l' écrou 56.
Les pattes 51, 52, 53, 54, 55, venant en saillie dans les rainures radiales respectivement 41, 42, 43, 44, 45, bloquent la rotation de la couronne annulaire 34 du bloc capteur 29, par rapport à la couronne 50, et donc à l'arbre non tournant 3. Le bloc capteur 29 est immobile angulairement par rapport à l'arbre 3.
Comme les rainures radiales 41, 42, 43, 44, 45 possèdent des surfaces de bords inclinées formant un profil trapézoïdal ouvert, les extrémités libres des pattes 51, 52, 53, 54, 55, possédant une forme concordante, font saillie dans les rainures 41,
42, 43, 44, 45 jusqu'à venir chacune en appui simultanément sur les deux surfaces de bord inclinées de chaque rainure radiale 41, 42, 43, 44, 45. Ce contact simultané permet d'assurer qu'il n'y a pas de jeu angulaire radialement entre le bloc capteur 29 et les pattes 51, 52, 53, 54, 55, comme cela pounait être le cas si les rainures et les pattes possédaient une section rectangulaire. Les surfaces de bord inclinées, comme les surfaces de bord 47, 48, permettent de rattraper les jeux angulaires. La position angulaire du bloc capteur par rapport aux pattes 51, 52, 53, 54, 55, est donc précise. Bien entendu, d'autres sections des rainures et des pattes sont adaptées pour produire le même effet de suppression du jeu angulaire. L'épaisseur faible des pattes 51, 52, 53, 54, 55, la longueur importante des portions obliques et l'élasticité du matériau permettent la déformation axiale des pattes 51, 52, 53, 54, 55 de façon à autoriser un déplacement axial relatif du bloc capteur 29 par rapport à l'extrémité 2 de l'arbre 3, le contact axial entre les extrémités libres des pattes 51, 52, 53, 54, 55 et les rainures 41, 42, 43, 44, 45 étant maintenu en permanence pendant le déplacement axial relatif autorisé du bloc capteur 29 par rapport à l' arbre 3.
Lors de leur déformation, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 exercent par élasticité un effort axial sur la surface radiale d'appui 34b du bloc capteur, la couronne 50 exerçant un effort axial opposé sur la surface radiale d'appui 7 de l'arbre 3. Un déplacement axial du bloc capteur 29 vers la couronne 50 entraîne une augmentation de l'effort axial exercé par les pattes 51, 52, 53, 54, 55. Un déplacement axial du bloc capteur 29 du côté opposé à la couronne 50 entraîne une diminution de l'effort axial exercé par les pattes 51, 52, 53, 54, 55. Le bloc capteur 29 possédant un bounelet 35 pourvu d'une surface radiale
35a en appui axial sur une surface frontale de la bague intérieure 10 transmet les efforts axiaux exercés par les pattes 51, 52, 53, 54, 55 sur la surface radiale d'appui 34b à la bague intérieure 10.
Le diamètre de l'alésage 34a de la couronne annulaire 34 étant supérieur au diamètre de la surface extérieure 9 de l'extrémité 2, le bloc capteur 29 peut bouger axialement librement par rapport à l'extrémité 2 de l'arbre 3. Le bloc capteur 29, dont la nervure annulaire 36 est emmanchée sur la surface extérieure de la bague intérieure 10, est solidaire de la bague intérieure 10. La bague intérieure 10 étant montée avec un jeu du type « glissant-juste » sur la surface extérieure 9 de l'extrémité 2 de l'arbre 3, la bague 10 peut avoir un mouvement axial relativement à l'extrémité 2 de l'arbre
3.
De préférence, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 sont adaptées pour que, lorsque l'ensemble mécanique est dans une position de repos normale, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 exercent un effort axial sur la surface radiale d'appui 34b. Ainsi, l'effort axial transmis par le bloc capteur 29 à la bague intérieure 10 permet d'exercer un effort de précontrainte sur le roulement 1 disposé dans une position normale d'utilisation. De plus, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 peuvent être dimensionnées de façon que, quelque soit la position axiale du palier à roulement 1 sur l'extrémité 2 de l'axe 3 lors de l'utilisation du dispositif de palier à roulement, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 exercent un effort axial sur la surface radiale d'appui 34b. Ceci assure que les pattes 51, 52,
53, 54, 55 seront toujours en contact avec la surface radiale d'appui 34b, et que le roulement 1 sera toujours soumis lors de son utilisation à un effort de précontrainte.
Lors du fonctionnement du dispositif de palier à roulement instrumenté, si un effort axial appliqué sur le roulement 1 ou sur l'arbre 3 tend à déplacer axialement le roulement l par rapport à de l'arbre 3, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 autorisant un léger déplacement axial en se déformant, lesdites pattes 51, 52, 53, 54, 55 restant en contact avec la surface radiale 34b du bloc capteur 29 et assurant ainsi le maintien de la liaison angulaire et de l'indexation angulaire entre le bloc capteur 29 et l'arbre non tournant 3.
La longueur des rainures radiales 41, 42, 43, 44, 45 est adaptée pour permettre la déformation des pattes 51, 52, 53, 54, 55. En effet, lorsque le bloc capteur 29 se rapproche de la portion axiale 4 de l'arbre 3, les pattes 51, 52, 53, 54, 55 tendent à se déformer en s 'ouvrant radialement vers l'extérieur. Les extrémités libres des pattes 51, 52, 53, 54, 55, en appui dans les rainures 41, 42, 43, 44 ,45 glissent alors radialement vers l'extérieur dans les rainures 41, 42, 43, 44 ,45. Comme les rainures 41, 42, 43, 44 ,45 s'étendent jusqu'à la surface extérieure de la couronne annulaire 34, le glissement des pattes 51, 52, 53, 54, 55 n'est pas gêné. Lorsque le bloc capteur 29 tend à s'éloigner de la portion axiale 4 de l'arbre 3, les rainures radiales 41, 42, 43, 44 ,45 doivent s'étendre radialement vers l'intérieur de façon à permettre le glissement des pattes 51, 52, 53, 54, 55 qui retrouvent une position de moindre déformation.
Comme les pattes 51, 52, 53, 54, 55 viennent en saillie dans les rainures radiales 41, 42, 43, 44 ,45, et solidarisent angulairement le bloc capteur 29 et l'arbre 3 servant de support, le bloc capteur 29 est orienté angulairement par rapport aux pattes de fixation 51, 52, 53, 54, 55. De préférence, la couronne 50 du moyen d'immobilisation 49 peut comprendre elle-même un moyen d'indexation de la couronne 50 sur l'arbre 3, tel qu'un ergot faisant saillie dans une rainure axiale pratiquée sur la portée 5 de l'arbre 3. Ainsi, la position angulaire de la couronne par rapport à l'arbre 3 est définie avec précision, de sorte que la position angulaire du bloc capteur 29 et donc de l'organe de détection 38 par rapport à l'arbre 3 est également connue avec précision.
La couronne 50 pounait être solidarisée à l'arbre 3 par un autre moyen que l' écrou 56. Par exemple, comme le moyen d'immobilisation 49 est adapté pour être précontraint, la couronne 50 subit en permanence un effort qui la rapproche de la surface radiale 7. Un collage pounait suffire pour fixer la couronne 50. On pounait également utiliser une solidarisation par encliquetage, une rainure annulaire adjacente à la surface radiale 7 étant formée sur la surface extérieure de la portée cylindrique 5, une patte issue de la couronne 50 s'étendant obliquement du côté opposé à la surface radiale 7, radialement vers l'intérieur, et possédant une extrémité en contact de frottement avec une surface de bord ou une surface de fond de la rainure annulaire solidariser angulairement la couronne 50 et l'arbre 3. La déformation élastique de la patte permet l'introduction de la couronne, jusqu'à ce que la patte soit libérée dans la rainure annulaire et empêche un mouvement axial inverse de la couronne 50.
On peut envisager que les pattes 51, 52, 53, 54, 55 soient circonférentiellement espacées de façon inégulière, afin de déterminer facilement la position angulaire adéquate et unique du bloc capteur 29 par rapport à l'arbre 3. On peut également envisager d'autres moyens, comme des détrompeurs ou des marques visuelles, pour permettre une orientation angulaire du bloc capteur lors du montage du dispositif de palier à roulement.
Comme le moyen d'immobilisation angulaire 49 permet d'immobiliser et d'indexer le bloc capteur 29 angulairement par rapport à l'arbre 3, une rotation accidentelle de la bague intérieure 10 par rapport au bloc capteur 29 n'entraînera pas de mouvement angulaire du bloc capteur 29 par rapport à l'arbre 3, ne perturbant ainsi pas les mesures de position réalisées par l'ensemble de détection 27.
On a prévu des rainures 41, 42, 43, 44, 45 radiales. Bien entendu, on pourrait prévoir des rainures non radiales et des pattes 51, 52, 53, 54, 55 conespondantes, sans sortir du cadre de l'invention. Sur la figure 4, les références des éléments semblables ont été reprises. Le moyen d'immobilisation angulaire 49 comprend une couronne 61 de grand diamètre disposée dans un dégagement annulaire 62 aménagé sur la surface radiale 34b du bloc capteur 29, ladite couronne 61 étant fixée sur le bloc capteur au moyen de vis symbolisées par des traits mixtes sur la figure 4 pour une meilleure clarté du dessin. Cinq pattes, dont seules les pattes 63 et 64 sont visibles sur la figure, sont issues de la couronne 61. Les pattes étant identiques, seule la patte 63 est décrite en détail.
La patte 63 comprend une première extrémité 63a reliée à une zone de moindre diamètre de la couronne 61, une portion 63b s'étendant obliquement, radialement vers l'intérieur, en direction de la surface radiale 7 de l'arbre 3. La patte 63 comprend une seconde extrémité 63c radiale libre, opposée à la première extrémité 63a, faisant saillie dans une rainure radiale 65 pratiquée sur la surface radiale 7 de l'arbre 3. Chaque patte du moyen d'immobilisation angulaire 49 est associée à une rainure radiale pratiquée sur la surface radiale 7. Le fonctionnement du second mode de réalisation du dispositif de palier à roulement est similaire au mode de fonctionnement du premier mode de réalisation. Les dimensions de la rainure radiale 65 sont adaptées pour ne pas gêner la déformation de la patte 63 en autorisant le glissement radial de la seconde extrémité 63c de la patte 63 dans la rainure 65. On a décrit des modes de réalisation dans lesquels des pattes possèdent deux extrémités : une extrémité libre en saillie dans une rainure aménagée dans une surface d'appui et une extrémité noyée dans une couronne fixée sur une surface d'appui opposée. Dans un autre mode de réalisation, les pattes ne sont pas liées par une couronne. Chaque patte est indépendante et possède une extrémité libre en saillie dans une rainure aménagée dans une surface d'appui et une extrémité fixée sur une surface d'appui opposée. L'extrémité fixée sur une surface d'appui peut également venir en saillie dans une rainure aménagée sur ladite surface d'appui. L'extrémité fixée peut être l'extrémité en contact avec la surface d'appui du support, ou l'extrémité en contact avec la surface d'appui du bloc capteur. On peut encore prévoir que les deux extrémités d'une patte soient fixées sur les surfaces d'appui conespondantes, une extrémité ou les deux extrémités venant en saillie dans une rainure, ou aucune rainure n'étant prévue. On peut encore prévoir que les deux extrémités d'une patte soient noyées dans une couronne fixée sur la surface d'appui conespondante. On a décrit des moyens d'immobilisation angulaire comprenant plusieurs pattes. Bien entendu, un moyen d'immobilisation angulaire comprenant une unique patte pounait convenir.
Le dispositif de palier à roulement instrumenté, selon l'invention, permet d'immobiliser angulairement le bloc capteur par rapport à un support, tout en transmettant un effort axial entre une surface radiale du support et une surface radiale du bloc capteur. On peut ainsi obtenir un palier à roulement instrumenté permettant un déplacement axial relatif du palier à roulement instrumenté par rapport au support. On peut également obtenir, avec le même dispositif, une indexation angulaire du bloc capteur par rapport au support. Le dispositif de palier à roulement instrumenté ainsi obtenu, possédant un nombre hmité de pièces, possède un coût de fabrication faible et peut être monté en un nombre d'opérations limité.

Claims

W
13
REVENDICATIONS
1- Dispositif de palier à roulement instrumenté, du type comprenant une bague non tournante (10), une bague tournante (12), au moins une rangée d'éléments roulants (14) disposés entre deux chemins de roulement (11, 13) des bagues tournante
5 (12) et non tournante (10), et un ensemble capteur d'informations comprenant un bloc capteur (29) non tournant et un codeur (28) tournant, caractérisé par le fait qu'il, comprend un moyen pour immobiliser angulairement (49) le bloc capteur (29) par rapport à un support (3), tout en exerçant un effort axial entre une surface d'appui (34b) du bloc capteur (29) et une surface d'appui (7) du support (3), et en autorisant0 un déplacement axial relatif du bloc capteur (29) par rapport au support (3).
2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'immobilisation angulaire (49) constitue également un moyen d'indexation angulaire du bloc capteur (29) par rapport au support (3).
3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé par le fait que le moyen d'immobilisation angulaire (49) comprend au moins une patte (51, 63) élastique axialement comprenant une première extrémité
(51a, 63a) en appui axial sur la surface d'appui (34b) du bloc capteur, et une seconde extrémité (51c, 63c) opposée à la première extrémité et en appui axial sur une surface d'appui (7) du support. 0 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen d'immobilisation angulaire (49) coopère avec au moins une rainure (41, 65) aménagée sur une surface d'appui (7, 34b).
5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une rainure
(41, 65) est radiale. 25 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que la rainure (41) est aménagée sur la surface d'appui (34b) du bloc capteur (29).
7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la rainure (65) est aménagée sur la surface d'appui (7) du support (3). 30 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 dépendant de la revendication 3, caractérisé par le fait qu'une patte (51, 63) comprend au moins extrémité en saillie dans une rainure (41, 65) aménagée sur une surface d'appui (7,
34b). 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendication 4 à 9, caractérisé par le fait qu'une rainure (41) possède un profil ouvert, comprenant une surface radiale de fond (46) et des surfaces de bord inclinées (47, 48).
10-Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'une patte (51) est en appui sur des surfaces de bord (47, 48) inclinées d'une rainure (41).
1 1 -Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen d'immobilisation angulaire comprend une pluralité de pattes (51, 52,.53, 54, 55) axialement élastiques.
12- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les pattes (51, 52, 53, 54, 55) sont issues d'une couronne (50) solidarisée au support (3).
13- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les pattes (63, 64) sont issues d'une couronne (61) solidarisée au bloc capteur (29).
14- Moteur électrique comprenant un stator, un rotor, un premier dispositif de palier à roulement et un second dispositif de palier à roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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