FR2984978A1 - Procede de fabrication d'un roulement, roulement et dispositif rotatif comportant un tel roulement - Google Patents

Procede de fabrication d'un roulement, roulement et dispositif rotatif comportant un tel roulement Download PDF

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Abstract

Ce procédé a trait à la fabrication d'un roulement (4) comprenant une bague extérieure (44), une bague intérieure (42), des éléments roulants (46) interposés entre la bague intérieure (42) et la bague extérieure (44), un joint d'étanchéité (50) fixé à l'une (42, 44) des bagues et mobile en rotation par rapport à l'autre bague (42) de manière à assurer un contact étanche avec cette autre bague (42). Le joint d'étanchéité (50) inclut une armature métallique (501) au moins en partie reçue dans une gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé, et une garniture (503). Ce procédé comprend des étapes successives consistant à a) réaliser des reliefs (511) en saillie d'une surface de l'armature (501) sensiblement parallèle à l'axe de rotation du roulement (4) sur au moins une partie de la circonférence de l'armature (501), b) surmouler la garniture (503) sur l'armature (501), c) monter le joint (50) dans le roulement (4) par déformation élastique des reliefs (511) en saillie de manière que, à l'état non déformé, les reliefs en saillie sont insérés dans la gorge périphérique (440) de la bague (44) sur laquelle le joint (50) est fixé.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ROULEMENT, ROULEMENT ET DISPOSITIF ROTATIF COMPORTANT UN TEL ROULEMENT La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un roulement.
L'invention concerne également un roulement fabriqué selon un tel procédé, ainsi qu'un dispositif rotatif comprenant un tel roulement. Les roulements qui équipent un grand nombre de dispositifs rotatifs sont généralement équipés de joints d'étanchéité permettant d'éviter que des particules, notamment métalliques, s'introduisent à l'intérieur des roulements et viennent en détériorer certaines parties, notamment les pistes de roulement des éléments roulants, tels que les billes, aiguilles ou rouleaux, ce qui pourrait réduire leur durée de vie. De tels joints d'étanchéité comportent généralement une armature métallique recouverte d'une garniture élastomère qui réalise l'étanchéité. L'armature métallique permet de rigidifier la fixation du joint dans le roulement. Il est connu, notamment de US-B-4 991 982, de fixer le joint, par l'intermédiaire de son armature, à la bague extérieure du roulement en engageant, par une opération de déformation postérieure à la fabrication et au montage des éléments du roulement, des parties de l'armature déformées plastiquement dans une gorge interne de la bague extérieure. Ceci permet d'éviter qu'une bille du roulement déchausse le joint. Ce procédé de montage nécessite un outillage supplémentaire et est relativement long. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau procédé de fabrication d'un roulement permettant de monter les joints dans les roulements en limitant le nombre d'opérations et en simplifiant l'outillage nécessaire. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un roulement comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, des éléments roulants interposés entre la bague intérieure et la bague extérieure, un joint d'étanchéité fixé à l'une des bagues et mobile en rotation par rapport à l'autre bague de manière à assurer un contact étanche avec cette autre bague, le joint d'étanchéité incluant une armature métallique au moins en partie reçue dans une gorge périphérique de la bague à laquelle le joint est fixé, et une garniture. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des étapes successives consistant à : a) réaliser des reliefs élastiquement déformables en saillie d'une surface de l'armature sensiblement parallèle à l'axe de rotation du roulement sur au moins une partie de la circonférence de l'armature. b) surmouler la garniture sur l'armature. c) monter le joint dans le roulement par déformation élastique des reliefs en saillie de manière que, à l'état non déformé, les reliefs en saillie sont insérés dans la gorge périphérique de la bague à laquelle le joint est fixé. Grâce à l'invention, le joint est directement monté dans le roulement sans passer par une opération de déformation ultérieure pour engager des parties d'armature dans la gorge périphérique. Le retour élastique des reliefs en saillie permet d'ancrer le joint dans le roulement automatiquement. Ceci permet de simplifier l'outillage nécessaire et de réduire le temps de production. Selon d'autres aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel procédé peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - L'armature est en partie insérée dans une gorge périphérique interne de la bague extérieure du roulement. - A l'étape a), on déforme des languettes constituant des parties de la circonférence de l'armature et s'étendant sur un secteur angulaire d'une jupe cylindrique de l'armature. - A l'étape c), le joint est monté de manière que l'extrémité libre des languettes par rapport à la jupe cylindrique de l'armature se situe à l'opposé des éléments roulants du roulement. - A l'étape a), on réalise au moins deux languettes, et de manière préférentielle au moins quatre languettes. - Il consiste à réaliser, à l'étape a), un bord d'une jupe cylindrique de l'armature en regard des éléments roulants replié vers la gorge périphérique de la bague à laquelle le joint est fixé, à l'opposé des éléments roulants. - Le bord de la jupe cylindrique replié vers la gorge périphérique de la bague à laquelle le joint est fixé à l'opposé des éléments roulants s'étend sur toute la circonférence de l'armature. L'invention concerne également un roulement fabriqué au moyen du procédé tel que mentionné ci-dessus. Ce roulement est caractérisé en ce que l'extrémité libre des reliefs en saillie est en contact d'une paroi de la gorge périphérique de la bague à laquelle le joint est fixé, opposée par rapport aux éléments roulants du roulement. Selon un aspect avantageux, la bague à laquelle le joint est fixé comporte une surface tronconique évasée vers l'extérieur du roulement au voisinage d'un bord externe du roulement, et adaptée pour déformer élastiquement les reliefs en saillie de l'armature du joint.
L'invention concerne également un dispositif rotatif comportant un élément rotatif, un élément fixe et un roulement tel que mentionné ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un procédé de fabrication d'un roulement conforme à l'invention, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe transversale d'un dispositif rotatif selon l'invention, comportant un roulement conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une armature appartenant à un joint monté dans le roulement de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail 3 à la figure 1 ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, pour un plan de coupe orienté selon un angle différent par rapport à l'axe de rotation du roulement ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 3 dans une deuxième configuration de fonctionnement ; - la figure 6 est une vue similaire à la figure 3, pour un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention. Le dispositif rotatif, dans ce cas une butée d'embrayage 2, représenté à la figure 1 comporte un roulement 4 incluant une bague intérieure 42, une bague extérieure 44, des billes 46 montées dans une cage 48 et, enfin, un joint d'étanchéité 50. La bague intérieure 42 est solidarisée en rotation à un élément rotatif 21. La bague extérieure 44 comprend un paroi frontale adaptée pour actionner un diaphragme d'embrayage non représenté. En variante, l'invention s'applique également à d'autres types de dispositifs rotatifs. Le joint 50 comprend une armature métallique 501 et une garniture en matériau élastomère 503. L'armature 501 est en partie logée dans une gorge 440 réalisée sur une surface périphérique interne 442 de la bague extérieure 44. La garniture 503 assure l'étanchéité entre l'extérieur du roulement 4 et l'intérieur, notamment au moyen d'une lèvre 505 qui est en contact étanche avec une surface périphérique externe 420 de la bague intérieure 42. Le joint 50 permet d'éviter que des particules métalliques n'entrent à l'intérieur du roulement 4 et n'endommagent des pistes de roulement 422 et 444 qui constituent respectivement l'interface entre les billes 46 et la bague intérieure 42 d'une part, et la bague extérieure 44 et les billes 46 d'autre part. La présence de particules sur ces pistes de roulement 422 et 444 pourrait causer une usure des billes 46 et une réduction de la durée de vie du roulement 4.
Un premier mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 1 à 5. Dans ce mode de réalisation, l'armature 501 comprend une jupe cylindrique à section circulaire 507 qui s'étend parallèlement à un axe de rotation X-X' du roulement 4. Cette jupe cylindrique 507 présente des reliefs en saillie d'une surface périphérique externe 509 de l'armature 501. Ces reliefs en saillie sont constitués par des languettes 511 élastiquement déformables qui constituent chacune un secteur angulaire de la jupe cylindrique 507. Ces languettes présentent chacune une extrémité libre 5110 qui, en configuration montée du joint 50, s'étend à l'opposé des billes 46 de manière à former une butée en translation de l'armature 501, parallèlement à l'axe X-X' et dans un sens d'éloignement de la cage 48 représenté par la flèche FO aux figures 3 et 5. De cette manière, au cas où dans une configuration de fonctionnement représentée à la figure 5, les billes 46 viennent au contact du joint 50 lors d'un rotulage de la butée 2, celui-ci est empêché de sortir du roulement car les extrémités libres 5110 des languettes 511 se bloquent dans la gorge périphérique 440 lorsque les languettes sont à l'état non déformé. Plus précisément, l'extrémité libre 5110 des languettes 511 vient en contact d'une paroi latérale 4401 de la gorge 440. L'état non déformé des languettes 511 correspond à leur état antérieur au montage du joint 50 dans le roulement 4. Les languettes 511 peuvent être réalisées soit au cours du moulage de l'armature 501, soit en déformant les languettes moulées initialement en position parallèle à la jupe cylindrique 507 par une opération postérieure au moulage de l'armature 501. L'armature 501 comporte au moins deux languettes régulièrement réparties sur la circonférence de l'armature 501. De préférence, l'armature comporte au moins quatre languettes 511, de préférence dix languettes. Le montage du roulement 4 consiste premièrement à réaliser l'armature 501 par moulage puis par une étape de déformation dans le cas où les languettes 511 sont moulées parallèlement à l'axe X-X'. Dans ce cas, qui n'est pas représenté sur les figures, un contour évidé est prévu autour des languettes 511 de manière à permettre l'étape de déformation. L'étape suivante consiste à surmouler la garniture 503 sur l'armature 501 de telle manière, entre autres, que les espaces 513 consécutifs à l'inclinaison des languettes 511 par rapport à l'axe X-X' soient comblés par de la matière élastomère de la garniture 503.
Le joint 50 ainsi réalisé est ensuite monté dans le roulement 4 grâce à un mouvement parallèle à l'axe X-X' selon la flèche F1. Les languettes 511 sont insérées dans la gorge 440 grâce à une déformation élastique obtenue par la coopération entre les languettes 511 et une surface tronconique 446 de la bague extérieure 44, évasée vers l'extérieur du roulement 4. La surface tronconique 446 est intercalée entre la surface périphérique interne 442 et un bord externe 448 de la bague extérieure 44. Ceci permet aux languettes 511, poussées dans le roulement 4 selon la flèche F1, de se déformer élastiquement en glissant contre la surface 446 jusqu'à se détendre dans la gorge 440 lorsqu'elles reprennent leur forme initiale, c'est-à-dire l'état non déformé. Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté à la figure 6. Dans ce mode de réalisation, les éléments communs au mode de réalisation des figures 2 à 5 portent les mêmes références et fonctionnent de la même manière. Dans ce mode de réalisation, l'armature 501 comprend un relief en saillie s'étendant sur la totalité de la circonférence de l'armature 501. Le relief en saillie est dans ce cas constitué par un bord replié 515, élastiquement déformable, de l'armature 501 qui forme un angle a par rapport à la jupe cylindrique 507 et qui prolonge cette jupe cylindrique 507 vers l'extérieur en direction de la gorge 440, à l'opposé des billes 46. Ce bord replié 515 peut être obtenu en utilisant un moule spécifique lors du moulage de l'armature 501, ou bien en procédant à une opération de déformation adéquate après obtention d'une armature 501 présentant une jupe cylindrique 507 droite et lisse. La suite du procédé de fabrication suit les mêmes étapes décrites ci-dessus dans le cadre du premier mode de réalisation. Après surmoulage de la garniture 503, le joint 50 est monté dans le roulement 4 en déformant élastiquement le bord 515 par coopération avec la surface 446, selon un processus identique au premier mode de réalisation. De façon similaire au premier mode de réalisation, le bord 515 comprend une extrémité libre 5151 qui se bloque au contact de la paroi latérale 4401 de la gorge 440 au moment où le bord 515 revient à son état non déformé, c'est-à-dire celui qui était le sien avant le montage du joint 50 dans le roulement 4, lorsque le joint 50 est monté dans le roulement 4. Selon un mode de réalisation non représenté de l'invention, le joint d'étanchéité 50 peut être fixé à la bague intérieure 42 et monté dans une gorge périphérique externe non représentée de la bague intérieure 42. L'invention a été décrite avec un roulement 4 muni de billes 46. En variante non représentée, le roulement 4 peut comprendre d'autres types d'éléments roulants, tels que des rouleaux ou des aiguilles.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'un roulement (4) comprenant une bague extérieure (44), une bague intérieure (42), des éléments roulants (46) interposés entre la bague intérieure (42) et la bague extérieure (44), un joint d'étanchéité (50) fixé à l'une (44) des bagues (42, 44) et mobile en rotation par rapport à l'autre bague (42) de manière à assurer un contact étanche avec cette autre bague (42), le joint d'étanchéité (50) incluant une armature métallique (501) au moins en partie reçue dans une gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé, et une garniture (503), caractérisé en ce qu'il comprend des étapes successives consistant à : a) réaliser des reliefs (511, 515) élastiquement déformables en saillie d'une surface (509) de l'armature (501) sensiblement parallèle à l'axe (X-X') de rotation du roulement (4) sur au moins une partie de la circonférence de l'armature (501) ; b) surmouler la garniture (503) sur l'armature (501) ; c) monter le joint (50) dans le roulement (4) par déformation élastique des reliefs (511, 515) en saillie de manière que, à l'état non déformé, les reliefs en saillie sont insérés dans la gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature (501) est en partie insérée dans une gorge périphérique interne (440) de la bague extérieure (44) du roulement (4).
  3. 3.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), on déforme des languettes (511) constituant des parties de la circonférence de l'armature (501) et s'étendant sur un secteur angulaire (6) d'une jupe cylindrique (507) de l'armature (501).
  4. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'à l'étape c), le joint (50) est monté de manière que l'extrémité libre (5110) des languettes (511) par rapport à la jupe cylindrique (507) de l'armature (501) se situe à l'opposé des éléments roulants (46) du roulement (4).
  5. 5.- Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'à l'étape a), on réalise au moins deux languettes (511), et de manière préférentielle au moins quatre languettes.
  6. 6.- Procédé selon l'un des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, à l'étape a), un bord (515) d'une jupe cylindrique (507) de l'armature (501) en regard des éléments roulants (46) replié vers la gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé, à l'opposé des éléments roulants (46).
  7. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord (515) de la jupe cylindrique (507) replié vers la gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé à l'opposé des éléments roulants (46) s'étend sur toute la circonférence de l'armature (501).
  8. 8.- Roulement (4) fabriqué à l'aide d'un procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité libre (5110, 5551) des reliefs en saillie (511, 515) est en contact d'une paroi (4401) de la gorge périphérique (440) de la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé, opposée par rapport aux éléments roulants (46) du roulement (4).
  9. 9.- Roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague (44) à laquelle le joint (50) est fixé comporte une surface tronconique (446) évasée vers l'extérieur du roulement (4) au voisinage d'un bord externe (448) du roulement (4), et adaptée pour déformer élastiquement les reliefs en saillie (511, 515) de l'armature (501) du joint (50).
  10. 10.- Dispositif rotatif (2) comportant un élément rotatif (21), un élément fixe et un roulement (4) selon l'une des revendications 8 et 9.25
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