FR2836191A1 - Palier a roulement instrumente - Google Patents
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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
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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.
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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
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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.
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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 n-n 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.
- la figure 2 est une vue partielle en coupe selon n-n 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
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
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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.
20a de l'élément tournant 19, la bague extérieure 12 étant solidaire en rotation de l'élément tournant 19.
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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 bourrelet 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 audelà 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 bourrelet 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 bourrelet 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 bourrelet axial 35 et vient s'emmancher sur la surface extérieure de la bague intérieure 10.
1. Le bourrelet 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 bourrelet 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 bourrelet axial 35. La portion annulaire 30 du codeur 28 fait saillie axialement dans la rainure annulaire 37.
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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 pourraient 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 bourrelet 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 pourrait 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.
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.
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 5 la 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
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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 serrage 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 pourrait 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.
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 pourrait 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
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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 bourrelet 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.
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.
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
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le roulement 1 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.
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 pourrait 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 pourrait suffire pour fixer la couronne 50. On pourrait 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
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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 irrégulière, 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 correspondantes, 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.
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
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
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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 correspondantes, 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 correspondante.
On a décrit des moyens d'immobilisation angulaire comprenant plusieurs pattes. Bien entendu, un moyen d'immobilisation angulaire comprenant une unique patte pourrait 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 limité de pièces, possède un coût de fabrication faible et peut être monté en un nombre d'opérations limité.
Claims (14)
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 (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 autorisant 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, caractérisé par le fait que le moyen d'immobilisation angulaire (49) comprend au moins une patte (51, 63) élastique axialement comprenant une première extrémité (5 la, 63 a) en appui axial sur la surface d'appui (34b) du bloc capteur, et une seconde extrémité (suc, 63c) opposée à la première extrémité et en appui axial sur une surface d'appui (7) du support.
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.
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).
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).
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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).
11-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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