FR2601424A3 - BEARING EQUIPPED WITH IMPROVED SEALING ASSEMBLY - Google Patents
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Abstract
UN PALIER DU TYPE COMPORTANT UNE BAGUE INTERIEURE 2, UNE BAGUE EXTERIEURE 3 ET UNE MULTIPLICITE DE CORPS DE ROULEMENT 4 PERMETTANT UNE ROTATION RELATIVE ENTRE CES BAGUES ET INTERPOSES ENTRE CELLES-CI DANS UN ESPACE ANNULAIRE 5 FERME PAR UN ENSEMBLE D'ETANCHEITE 7 QUI COMPREND UN ELEMENT ANNULAIRE ELASTOMERE 11 PORTE PAR UN ELEMENT SUPPORT RIGIDE 12 ET POURVU D'UNE LEVRE ANNULAIRE 14 AYANT EN SECTION RADIALE LA FORME D'UN V. LA CARACTERISTIQUE PRINCIPALE DE LA PRESENTE INVENTION RESIDE DANS LE FAIT QU'UN SIEGE ANNULAIRE 17 EST FORME, PAR EXEMPLE PAR RECTIFICATION, SUR LA SURFACE EXTERIEURE DE LA BAGUE INTERIEURE 2 ET A DEUX SURFACES DE GLISSEMENT 16, 15 PRATIQUEMENT ORTHOGONALES ET PRATIQUEMENT COAXIALES RESPECTIVEMENT A L'AXE DE LA BAGUE INTERIEURE 2 ET SUR LESQUELLES UNE PARTIE RESPECTIVE 21, 22 DE LA LEVRE 14 EST SUSCEPTIBLE DE COOPERER PAR GLISSEMENT ET AVEC INTERFERENCE.A BEARING OF THE TYPE CONTAINING AN INTERNAL RING 2, AN EXTERNAL RING 3 AND A MULTIPLICITY OF BEARING BODIES 4 ALLOWING RELATIVE ROTATION BETWEEN THESE RINGS AND INTERPOSED BETWEEN THESE IN AN ANNULAR SPACE 5 CLOSED BY A SEALING ASSEMBLY 7 WHICH INCLUDES AN ELASTOMERIC ANNULAR ELEMENT 11 CARRIED BY A RIGID SUPPORT ELEMENT 12 AND PROVIDED WITH AN ANNULAR LIP 14 HAVING IN RADIAL SECTION THE SHAPE OF A V. THE MAIN CHARACTERISTIC OF THE PRESENT INVENTION RESIDES IN THE FACT THAT AN ANNULAR SEAT 17 IS SHAPED , FOR EXAMPLE BY RECTIFICATION, ON THE OUTER SURFACE OF THE INNER RING 2 AND ON TWO SLIDING SURFACES 16, 15 PRACTICALLY ORTHOGONAL AND PRACTICALLY COAXIAL RESPECTIVELY AT THE AXIS OF THE INNER RING 2 AND ON WHICH A RESPECTIVE PART 21, 22 OF THE LEVRE 14 IS LIKELY TO COOPERATE BY SLIDING AND WITH INTERFERENCE.
Description
Palier équipé d'un ensemble d'étanchéité amélioré La présente inventionBearing equipped with an improved sealing assembly The present invention
concerne un palier à roulementrelates to a rolling bearing
équipé d'un ensemble.d'étanchéité amélioré du type à lè5 vre glissante. equipped with an improved sealing assembly of the sliding lip type.
Les paliers à roulement qui utilisent des ensembles d'étanchéité du type indiqué ci-dessus présentent deux inconvénients principaux: le premier réside dans le fait 10 que l'efficacité de l'ensemble d'étanchéité dépend de la précision de son montage dans le siège formé entre les bagues du palier et du degré de précision de fabrication de ce siège. Du fait que l'étanchéité est réalisée par la coopération entre une ou plusieurs lèvres glissantes et les surfaces de ce siège, il est évident que, si le montage n'est pas correct, l'interférence entre les lèvres glissantes et les surfaces du siège n'aura pas la valeur -recherchée et ilenrésulteraune réduction de l'efficacité ou une augmentation indésirable du frottement des éléments 20 d'étanchéité eux-mêmes. Le deuxième inconvénient réside dans le fait que, du fait que le siège de l'ensemble d'étanchéité a une forme complexe, sa production implique Rolling bearings which use sealing assemblies of the type indicated above have two main disadvantages: the first is that the effectiveness of the sealing assembly depends on the accuracy of its mounting in the seat formed between the bearing rings and the degree of manufacturing accuracy of this seat. Because the seal is achieved by the cooperation between one or more sliding lips and the surfaces of this seat, it is obvious that, if the mounting is not correct, the interference between the sliding lips and the surfaces of the seat will not have the value -recherchée and it will result in a reduction in efficiency or an undesirable increase in the friction of the sealing elements themselves. The second disadvantage lies in the fact that since the seat of the sealing assembly has a complex shape, its production involves
des opérations de fabrication particulières et, en conclusion, coûte cher. manufacturing operations and, in conclusion, is expensive.
Le but de la présente invention est de procurer un palier avec un ensemble d'étanchéité amélioré, ne présentant pas The object of the present invention is to provide a bearing with an improved sealing assembly, not exhibiting
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les inconvénients précités et ayant en conséquence un ensemble d'étanchéité dont l'efficacité et le frottement en fonctionnement sont indépendants de la précision du montage dans son siège de travail et de la précision de fa5 brication avec laquelle ce siège est formé; on souhaite the abovementioned drawbacks and consequently having a sealing assembly whose effectiveness and friction in operation are independent of the precision of the assembly in its working seat and the precision of machining with which this seat is formed; we wish
en outre que ce siège soit aisé à former. moreover, this seat is easy to train.
Selon la présente invention, il est procuré un palier avec un ensemble d'étanchéité amélioré, du type compor10 tant une bague intérieure, une bague extérieure et une multiplicité de corps de roulement interposés entre ces bagues dans l'espace annulaire situé entre elles et roulant dans des pistes respectives de manière à permettre la rotation relative de ces bagues, caractérisé en ce que l'ensemble d'étanchéité est susceptible d'assurer une fermeture étanche auxfluidesde cet espace et comprend un élément support pratiquement rigide et un élément d'étanchéité élastomère annulaire pourvu d'une lèvre annulaire radialement intérieure s'étendant radialement et axialement 20 et se projetant d'une portion de base annulaire de cet élément élastomère, cette lèvre ayant une partie radiale pratiquement en forme de V dont le sommet est sensiblement parallèle à l'axe de l'élément élastomère lorsque la lèvre n'est pas déformée, cette lèvre comportant une première 25 partie et une deuxième partie définissant les c6tés du V, According to the present invention, there is provided a bearing with an improved seal assembly, of the type comprising an inner ring, an outer ring and a multiplicity of rolling bodies interposed between these rings in the annular space between them and rolling. in respective tracks so as to allow the relative rotation of these rings, characterized in that the sealing assembly is capable of sealing the fluids of this space and comprises a substantially rigid support member and an elastomeric sealing element annular member provided with a radially inner annular lip extending radially and axially and projecting from an annular base portion of said elastomeric member, said lip having a substantially V-shaped radial portion whose apex is substantially parallel to the axis of the elastomeric element when the lip is not deformed, this lip having a the first part and a second part defining the sides of the V,
qui peuvent coopérer avec des surfaces de glissement respectives d'un siège d'étanchéité annulaire sur l'une des bagues du palier, formé de manière à être obtenu en une seule opération avec la piste de roulement respective de 30 la bague. which can cooperate with respective sliding surfaces of an annular sealing seat on one of the bearing rings, formed so as to be obtained in a single operation with the respective raceway of the ring.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple non The invention will be better understood on reading the detailed description given hereinafter by way of non-specific example.
limitatif, d'une réalisation préférée en liaison avec le 35 dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un palier; et la figure 2 est une coupe à grande échelle d'un détail FIG. 1 is a partial sectional view of a bearing; and Figure 2 is a large-scale section of a detail
du palier de la figure 1.of the bearing of Figure 1.
Comme on le voit sur la figure 1, un palier à roulement, repéré dans son ensemble en 1, comprend une bague intérieure 2, une bague extérieure 3 et une multiplicité de corps de roulement 4 interposés entre les bagues 2 et 3 dans un espace annulaire 5 situé entre elles. Les corps 4 roulent les pistes respectives 6 formées respectivement sur la surface extérieure de la bague intérieure 2 et sur la surface intérieure de la bague extérieure 3, de manière à permettre la rotation relative des bagues 2 et 3. L'espace annulaire 5 est isolé de l'extérieur d'une manière étanche auxfluides, des deux côtés, par des ensembles d'étanchéité 15 respectifs 7, chacun étant enclenché dans unsiège 8 formé sur la surface intérieure de la bague extérieure 3. La fixation de l'ensemble d'étanchéité 7 sur cette dernière est de type connu et permet, par exemple, le logement par encliquetage dans le siège d'une lèvre annulaire élastique 20 s'étendant de l'ensemble d'étanchéité 7, et de façon plus détaillée, d'un élément d'étanchéité élastomère 11 porté par un support annulaire pratiquement rigide et un élément de renforcement 12,de préférence en métal ou en matière plastique. Les éléments 11 et 12 constituent un corps uni25 que, car ils sont solidarisés l'un de l'autre par moulage simultané ou par collage dans un stade de vulcanisation, en As can be seen in FIG. 1, a rolling bearing, identified as a whole at 1, comprises an inner ring 2, an outer ring 3 and a multiplicity of rolling bodies 4 interposed between the rings 2 and 3 in an annular space 5 located between them. The bodies 4 roll the respective tracks 6 formed respectively on the outer surface of the inner ring 2 and on the inner surface of the outer ring 3, so as to allow the relative rotation of the rings 2 and 3. The annular space 5 is isolated from the outside in a fluidtight manner, on both sides, by respective sealing assemblies 7, each being engaged in a seat 8 formed on the inner surface of the outer ring 3. The fastening of the assembly of 7 on the latter is of known type and allows, for example, the housing snap in the seat of an elastic annular lip 20 extending from the sealing assembly 7, and in more detail, a elastomeric sealing element 11 carried by a substantially rigid annular support and a reinforcing element 12, preferably of metal or plastic. The elements 11 and 12 form a single body 25 because they are secured to one another by simultaneous molding or by gluing in a vulcanization stage,
fonction de la matière utilisée pour former l'élément 12. function of the material used to form the element 12.
Une lèvre d'étanchéité annulaire déformable radialement A radially deformable annular sealing lip
intérieure 14 se projette radialement et axialement d'une 30 portion de base annulaire 13 de l'élément 11. 14 is projected radially and axially from an annular base portion 13 of the element 11.
Comme on le voit sur la figure 2, la lèvre 14 est formée d'une seule pièce avec l'élément 11 et est susceptible de coopérer avec des surfaces d'étanchéité respectives 15 et 35 16 d'un siège d'étanchéité annulaire 17 formé sur la surface extérieure de la bague intérieure 2. En particulier, le siège 17 est formé de manière à ne présenter, ni dépouille, ni contour complexe, de sorte qu'il peut être As seen in FIG. 2, the lip 14 is integrally formed with the member 11 and is engageable with respective sealing surfaces 15 and 16 of an annular sealing seat 17 formed on the outer surface of the inner ring 2. In particular, the seat 17 is shaped so as to have neither undercut nor complex outline, so that it can be
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réalisé, selon l'invention, en une seule opération avec la piste associée 6, par exemple lors d'une opération de rectification courante sur la surface extérieure de la bague 2. La surface 15 est pratiquement coaxiale à l'axe de la bague 2, tandis que la surface 16 est inclinée et pratiquement perpendiculaire à la surface 15. La lèvre 14 est formée de manière à pouvoir exerçer sur le siège 17 une double action d'étanchéité, à la fois dans une direction radiale et dans une direction axiale, ce qui diffère de la majori10 té des ensembles d'étanchéité connus qui, pour obtenir le même résultat, exige l'utilisation de deux- lèvres séparées différentes. La lèvre 14 est formée de manière à définir un élément de 15 soufflet toroidal ayant une partie radiale en forme pratique de V, dont le sommet est disposé,au repos, ou plutôt dans une position non déformée (représentée en tirets sur la realized, according to the invention, in a single operation with the associated track 6, for example during a current grinding operation on the outer surface of the ring 2. The surface 15 is substantially coaxial with the axis of the ring 2 while the surface 16 is inclined and substantially perpendicular to the surface 15. The lip 14 is formed so as to be able to exert on the seat 17 a double sealing action, both in a radial direction and in an axial direction, this differs from the majority of known sealing assemblies which, to achieve the same result, requires the use of two different, separate lips. The lip 14 is shaped to define a toroidal bellows element having a practical V-shaped radial portion, the apex of which is disposed at rest, or rather in an undeformed position (shown in broken lines on the
figure 2, pratiquement parallèle à l'axe de l'élément 11. Figure 2, substantially parallel to the axis of the element 11.
Cet élément toroldal comporte deux parties coniques annu20 laires opposées 21 et 22 définissant les côtés du V, reliées ensemble au sommet du V par une partie commune d'épaisseur réduite de manière à pouvoir être articuléesl'une This toroldal element comprises two opposite annular annular parts 21 and 22 defining the sides of the V, connected together at the top of the V by a common part of reduced thickness so as to be articulated.
sur l'autre et disposéescoaxialement l'une derrière l'autre. on the other and arranged coaxially one behind the other.
Un coin d'étanchéité 23 est défini sur la partie 21, au 25 voisinage de ce sommet, et peut coopérer pour former une étanchéité auxfluidesavec la surface d'étanchéité inclinée 16. L'extrémité libre de la partie 22 est biseautée de manière à définir un coin 24 qui peut coopérer pour former une étanchéité auxfluidesavec la surface d'étanchéité 15. 30 En conséquence, la lèvre 14 possède un coin 23 susceptible de coopérer axialement par glissement et avec interférence avec la surface 16 et un coin 24 pouvant coopérer radialement pour glisser avec interférence sur la surface 15. La portion de base 13 a, en coupe radiale, la forme d'un L, 35 avec une partie 25 s'étendant radialement dans le même plan que le bord intérieur annulaire de l'élément 11 et avec une partie 26 légèrement inclinée par rapport à l'axe de l'élément 11, et partant de la partie 25 en direction de A sealing wedge 23 is defined on the portion 21, adjacent this apex, and can cooperate to form a fluid seal with the inclined sealing surface 16. The free end of the portion 22 is beveled to define a wedge 24 which can cooperate to form a fluidtight seal with the sealing surface 15. As a result, the lip 14 has a wedge 23 which is able to cooperate axially by sliding and with interference with the surface 16 and a wedge 24 which can cooperate radially for The base portion 13 has, in radial section, the shape of an L, 35 with a portion 25 extending radially in the same plane as the annular inner edge of the element 11 and with a portion 26 slightly inclined with respect to the axis of the element 11, and starting from the portion 25 in the direction of
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l'espace 5 de manière que la lèvre toute entière 14 a la possibilité de fléchir. Comme on le voit sur la figure 2, l'ensemble de la lèvre 14 et du siège 17 implique une déformation élastique de la lèvre 14 elle-même de manière S à créer une interférence entre les coins 23 et 24 et les surfaces d'étanchéité respectives 16 et 15. On doit noter que, lorsque la lèvre 14 n'est pas déformée, le sommet de son V est parallèle à l'axe de l'élément 11. La lèvre 14 est formée de manière à permettre un pivotement relatif 10 des parties 21 et 22 du fait de contraintes exercées seulement sur l'une des deux. En particulier, dans l'élément 11, on peut définir deux articulations élastiques autour desquelles les parties 21 et 22 pivotent lors de la déformation qui s'effectue au montage. La partie 21 pivote au15 tour de la portion de base 13, en déformant sa partie 26 d'une manière limitée, tandis que la partie 22 pivote autour de la section d'épaisseur réduite o elle est raccordée à la partie 21. Après un pivotement de la partie 21 dans la direction de la flèche (figure 2) autour de la portion de base 13, par exemple du fait de la déformation élastique due à l'interférence créée lors du montage entre le coin 23 et la surface 16, la partie 22 pivote dans la direction opposée autour de la section de raccordement de la partie 21 de manière à exercer une pression de contact entre le coin 24 et la surface 15. On doit noter que le diamètre de la circonférence, calculé le long du coin 24, est inférieur au diamètre de la circonférence, calculé le long de la surface 15. En conséquence, en présence d'une erreur de montage ou d'une erreur dans la forme du siège 17, cette erreur 30 peut être au moins partiellement compensée par la déformation de la lèvre 14 et, en tout cas, s'il arrive également que le coin 23 reste écarté de la surface 16, il y a interférence entre le coin 24 et la surface 15. En conséquence, même si, du fait d'erreur de montage ou d'erreur de forme, 35 l'étanchéité axiale (coin 23 - surface 16) était inappropriée, il y aurait toujours étanchéité radiale entre le space 5 so that the entire lip 14 has the ability to flex. As seen in FIG. 2, the assembly of the lip 14 and the seat 17 involves an elastic deformation of the lip 14 itself so as to create an interference between the corners 23 and 24 and the sealing surfaces. 16 and 15. It should be noted that when the lip 14 is not deformed, the vertex of its V is parallel to the axis of the element 11. The lip 14 is formed so as to allow relative pivoting. parts 21 and 22 due to constraints exerted on only one of the two. In particular, in the element 11, it is possible to define two elastic hinges around which the parts 21 and 22 pivot during the deformation which takes place during assembly. The portion 21 pivots around the base portion 13, deforming its portion 26 in a limited manner, while the portion 22 pivots about the reduced thickness section where it is connected to the portion 21. After pivoting of the portion 21 in the direction of the arrow (Figure 2) around the base portion 13, for example due to the elastic deformation due to the interference created during assembly between the corner 23 and the surface 16, the part 22 pivots in the opposite direction around the connecting section of the portion 21 so as to exert a contact pressure between the wedge 24 and the surface 15. It should be noted that the diameter of the circumference, calculated along the wedge 24, is less than the diameter of the circumference, calculated along the surface 15. Consequently, in the presence of a mounting error or an error in the shape of the seat 17, this error can be at least partially compensated by the deformation of the lip 14 and, in any case, if it also happens that the wedge 23 remains spaced from the surface 16, there is interference between the wedge 24 and the surface 15. Consequently, even if, due to mounting error or form error, the axial seal (wedge 23 - surface 16) was inappropriate, there would always be radial seal between the
coin 24 et la surface 15. On doit en outre noter que l'extrémité libre de la partie 22 est biseautée vers l'inté- corner 24 and the surface 15. It should further be noted that the free end of the part 22 is beveled towards the inside.
rieur de manière à définir une surface qui, en cas d'usure du coin 24 qui la délimite intérieurement, peut former une étanchéité avec la surface 15 contre laquelle elle est in order to define a surface which, in case of wear of the wedge 24 which delimits it internally, can form a seal with the surface 15 against which it is
appliquée du fait de la forme de la partie 22. applied because of the shape of Part 22.
Les avantages procurés par l'invention apparaissent à The advantages provided by the invention appear at
l'évidence de la description ci-dessus, comme par exemple l'étanchéité qui est formée même en présence d'erreurs de the evidence of the above description, such as the tightness that is formed even in the presence of errors of
montage et de forme,et par exemple la simplicité destruc10 ture du siège 17. En fait, ce dernier est fabriqué en même temps que la piste pour les corps de roulement. Pour cette raison et du fait de la manière précédemment décrite, il n'est pas nécessaire d'une rectification de grande précision en ce sens qu'on obtient une étanchéité auxfluides dans 15 tous les cas du fait de la forme de la lèvre 14, Il est enfin clair que le palier 1 décrit et représenté ici peut être modifié sans s'écarter du domaine de protection de la présente invention. 20 In fact, the latter is manufactured at the same time as the track for the rolling bodies. For this reason and because of the manner previously described, it is not necessary to perform a very precise grinding in the sense that a fluid tightness is obtained in all cases because of the shape of the lip 14, Finally, it is clear that the bearing 1 described and shown here can be modified without departing from the scope of the present invention. 20
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1986
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1987
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- 1987-07-07 FR FR8709654A patent/FR2601424B3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| IT8653616V0 (en) | 1986-07-11 |
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| GB2192953A (en) | 1988-01-27 |
| DE3721819A1 (en) | 1988-01-21 |
| GB8715234D0 (en) | 1987-08-05 |
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