FR2992381A1

FR2992381A1 - Roulement a corps roulants et flasque

Info

Publication number: FR2992381A1
Application number: FR1256059A
Authority: FR
Inventors: Emmanuel Charles; Bruno Constant
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-12-27
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: CN103511449A; FR2992381B1; US20140023304A1; US9068600B2

Abstract

Ce roulement (2) à corps roulants comprend une bague externe (4), une bague interne (6) ainsi que des corps roulants (10) disposés dans une chambre de roulement (8). Ce roulement comprend également au moins un flasque (14) monté sur une première bague (4) et s'étendant jusqu'au voisinage de la deuxième bague (6) avec des moyens (141, 142) de fixation sur la première bague et une première bande annulaire (144) perpendiculaire à un axe de rotation (X2) des bagues et décalée, le long de cet axe, par rapport aux moyens de fixation (141, 142). Ce flasque comprend également une deuxième bande annulaire (145) et une troisième bande annulaire (147) disposées respectivement radialement à l'intérieur et radialement à l'extérieur de la première bande (144) et décalées axialement (Delta2, Delta3) par rapport à celle-ci en direction des corps roulants (10), au moyen d'un premier décrochement (146) et d'un deuxième décrochement (148). Un bord (143) du flasque opposé à ses moyens (141, 142) de fixation sur la première bague (4) est rabattu en direction de la chambre de roulement (8) et s'étend selon une direction parallèle à une surface radiale (62) de la deuxième bague (6).

Description

ROULEMENT A CORPS ROULANTS ET FLASQUE La présente invention concerne un roulement à corps roulants destiné à être utilisé pour supporter l'une par rapport à l'autre deux pièces devant avoir un mouvement de rotation relative. Dans le domaine des roulements, il est connu d'équiper un roulement avec un ou deux flasques prévus pour isoler de l'extérieur une chambre de roulement définie entre les deux bagues d'un roulement et dans laquelle sont disposés des corps roulants. JP-A-2000 249 154 propose ainsi de monter deux flasques sur les deux côtés opposés d'un roulement à billes. Ces flasques ont une épaisseur relativement importante et leur géométrie est telle que les bagues interne et externe du roulement doivent être sensiblement plus larges, selon une direction parallèle à l'axe de rotation des bagues, que la chambre de roulement, afin d'éviter que ces flasques ne dépassent latéralement de ces bagues ou qu'ils viennent au contact de pièces placées dans l'environnement du roulement en cours d'utilisation. Lors de son montage sur l'une des bagues, un flasque risque de basculer autour de son point de fixation sur la bague comme conséquence d'un phénomène dénommé « effet parapluie » qui tend à rabattre le flasque vers l'extérieur ou l'intérieur du roulement. Avec le matériel connu de JP-A-2000 249 154, cet effet parapluie est d'autant plus rédhibitoire que le bord du flasque opposé à ses moyens de fixation sur une bague est orienté vers l'extérieur du roulement, au point qu'il dépasse latéralement du roulement dès que le flasque n'est pas perpendiculaire à l'axe de rotation du roulement. D'un autre côté, si la géométrie du flasque est modifiée, celui-ci risque d'entrer en contact avec la cage qui maintient en place les billes dans la chambre de roulement. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau roulement à corps roulants dont le flasque isole efficacement la chambre de roulement de l'extérieur, sans risque d'interférence avec une cage ou les corps roulants disposés dans la chambre de roulement ni avec des pièces situées au voisinage du roulement, puisque le flasque ne dépasse pas axialement des bagues du roulement.

A cet effet, l'invention concerne un roulement à corps roulants comprenant une bague externe, une bague interne, ainsi que des corps roulants disposés dans une chambre de roulement ménagée entre la bague externe et la bague interne. Ce roulement comprend également au moins un flasque monté sur une première bague, parmi les bagues externe et interne, et s'étendant jusqu'au voisinage de la deuxième bague, parmi les bagues externe et interne, ce flasque comprenant des moyens de fixation sur la première bague et une première bande annulaire perpendiculaire à un axe de rotation des bagues l'une par rapport à l'autre. Conformément à l'invention, le flasque comprend également une deuxième bande annulaire et une troisième bande annulaire disposées respectivement radialement à l'intérieur et radialement à l'extérieur de la première bande et décalées par rapport à celle-ci, le long de l'axe de rotation et en direction des corps roulants, au moyen d'un premier décrochement et d'un deuxième décrochement reliant respectivement les première et deuxième bandes et les première et troisième bandes. Un bord du flasque opposé à ses moyens de fixation sur la première bague est rabattu en direction de la chambre de roulement et s'étend selon une direction parallèle à une surface radiale de la deuxième bague. Grâce à l'invention, la géométrie du flasque lui permet de présenter une rigidité suffisante pour assurer une fonction d'isolation de la chambre de roulement par rapport à l'extérieur, du fait de l'existence des deux décrochements, tout en présentant un encombrement axial relativement faible, ce qui limite les risques d'interférences entre ce flasque et son environnement, à la fois du côté de la chambre de roulement et vers l'extérieur. Enfin, le bord rabattu permet de limiter la pénétration de pollution dans la chambre de roulement sans risque de dépasser à l'extérieur des bagues à cause d'un effet parapluie. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel roulement peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toutes combinaisons techniquement admissibles : - Un premier rapport de l'épaisseur du flasque sur sa largeur axiale, mesurée parallèlement à l'axe de rotation, est inférieur à 0,2. - Un deuxième rapport du rayon moyen du premier décrochement sur le rayon moyen du roulement est compris entre 0,85 et 0,95, de préférence égal à 0,9. - Un troisième rapport du rayon moyen du deuxième décrochement sur le rayon moyen du roulement est compris entre 1,05 et 1,15, de préférence égal à 1,09. - La première bande annulaire, qui est perpendiculaire à l'axe de rotation des bagues l'une par rapport à l'autre, est décalée le long de cet axe par rapport aux moyens de fixation. - L'épaisseur du flasque est inférieure ou égale à 0,5 mm, de préférence égale à 0,4 mm. - Le bord rabattu du flasque s'étend sur une longueur axiale dont le rapport avec l'épaisseur du flasque est supérieur à 4, de préférence supérieur à 5. - Le rayon moyen du roulement est supérieur ou égal à 75 mm, de préférence supérieur ou égal à 90 mm, de préférence encore égal à 100 mm. - Le flasque est serti en place sur la première bague et les moyens de fixation comprennent au moins une partie du flasque déformée plastiquement lors du sertissage du flasque sur la première bague. - La première bague est la bague externe du roulement. - Le flasque comprend une quatrième bande disposée radialement entre la troisième bande et les moyens de fixation et décalée par rapport à cette troisième bande, le long de l'axe de rotation et en direction des corps roulants, au moyen d'un troisième décrochement. - La quatrième bande est accessible par l'extérieur du roulement, selon une direction parallèle à l'axe de rotation, pour subir un effort d'appui contre une surface correspondante de la première bague. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un roulement conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un roulement conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en perspective éclatée correspondant approximativement au détail Il, à la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle, en coupe et en perspective, d'un flasque appartenant au roulement des figures 1 et 2 et - la figure 4 est une demi section à plus grande échelle de la partie du roulement visible en coupe à la figure 1. Le roulement 2 représenté sur les figures comprend une bague externe non tournante 4 et une bague interne tournante 6 entre lesquelles est définie une chambre de roulement 8 dans laquelle est disposée une série de billes 10 maintenue en place par une cage 12.

En variante, d'autres corps roulants peuvent être utilisés, par exemple des galets ou des aiguilles. On note X2 l'axe central du roulement 2, c'est-à-dire l'axe de rotation relative des bagues 4 et 6.

Deux flasques 14 et 16 sont respectivement montées sur la bague externe 4 et s'étendent en direction de la bague interne 6, afin d'isoler la chambre de roulement 8 de l'extérieur. On note R2 le rayon d'un cercle passant par les centres Cl 0 des billes 10 que l'on qualifie de rayon moyen du roulement 2. En Anglais, ce rayon moyen est parfois qualifié de « pich ». Ce rayon moyen R2 a une valeur égale à environ 100 mm. En d'autres termes, le roulement 2 est de dimensions relativement importantes, de sorte que les tolérances de fabrication et de montage peuvent avoir une influence significative sur le positionnement respectif des éléments constitutifs du roulement 2.

En pratique, l'invention trouve une application très avantageuse avec les roulements dont le rayon moyen est supérieur à 75 mm, de préférence supérieur à 90 mm. Les flasques 14 et 16 sont identiques et les explications qui suivent et qui sont relatives au flasque 14 peuvent être transposées au flasque 16.

Le flasque 14 est centré sur un axe X14 qui est confondu avec l'axe X2 en configuration montée du flasque 14 sur la bague 4. On note respectivement 44 et 46 les faces latérales de la bague externe 4 qui sont perpendiculaires à l'axe X2 et au voisinage desquelles sont respectivement montés les flasques 14 et 16. On note 42 la face radiale interne de la bague 4 dans laquelle est définie une piste 422 de roulement des billes 10. A la jonction entre les faces 42 et 44, une encoche 442 s'étend sur toute la périphérie de la bague 4 et constitue un volume de réception partielle et de coincement d'une partie du flasque 14. De la même façon, une encoche 462 s'étend sur la périphérie de la bague 4, à la jonction entre les faces 42 et 46 pour la réception d'une partie du flasque 16.

On note P2 un plan médian du roulement 2 qui est perpendiculaire à l'axe X2 et situé à mi-distance entre les faces 44 et 46. Ce plan passe par les centres Cl 0 des billes 10. Le flasque 14 comprend, à proximité de son bord radial externe 141, plusieurs pattes 142 rabattues vers l'extérieur du roulement en configuration montée du flasque 14 sur la bague 4. En pratique, comme expliqué ci après, le flasque 14 est serti dans l'encoche 442 par déformation plastique du bord 141 et des pattes 142. On note 143 le bord radial interne du flasque 14. Ce bord est constitué par une portion du flasque 14 qui est cylindrique, rabattue vers la chambre 8 et parallèle à une face radiale externe 62 de la bague 6 dans laquelle est ménagée une piste 622 de roulement des billes 10.

Le bord rabattu 143 n'est pas au contact de la surface 62 mais délimite avec celle-ci un espace annulaire E de largeur radiale faible devant le rayon R2, ce qui évite que des impuretés ou de l'humidité pénètrent dans la chambre de roulement 8 à travers cet espace E. Le flasque 8 assure donc une fonction d'isolation de la chambre 8 vis-à-vis de l'extérieur. Dans une zone intermédiaire entre les bords 141 et 142, le flasque 14 comprend une première bande annulaire 144 qui est plane, centrée sur et perpendiculaire à l'axe X14. Entre la bande 144 et le bord 143, le flasque comprend une deuxième bande annulaire 145 parallèle à la bande 144 et décalée axialement par rapport à cette bande, le long des axes X2 et X14, sur une distance 32 non nulle. Un premier décrochement tronconique 146 est ainsi formé entre les bandes 144 et 145 pour permettre le décalage axial de ses bandes l'une par rapport à l'autre. On note R146 le rayon moyen de ce décrochement, c'est-à-dire le rayon d'un cercle centrée sur l'axe X14 et passant à mi-distance entre les bandes 144 et 145. A l'opposé de la bande 145 par rapport à la bande 144, c'est-à-dire radialement à l'extérieur de la bande 144, le flasque 14 comprend une troisième bande annulaire 147 qui est parallèle à la bande 144 est reliée à celle-ci par un deuxième décrochement tronconique 148 symétrique du décrochement 146. Ainsi, la bande 147 est décalée, le long des axes X2 et X14 en direction de la chambre 8 par rapport à la bande 144, sur une distance 3,3 non nulle. Les distances 32 et 3,3 sont égales. En variante, elles peuvent être différentes. On note R148 le rayon moyen du décrochement 148, c'est-à-dire le rayon d'un cercle centré sur l'axe X14 et passant à mi-distance entre les bandes 144 et 147.

Le flasque 14 comprend également une quatrième bande 149 disposée entre le bord 141 et la bande 147 et reliée à celle-ci par une bande tronconique 150 qui forme un troisième décrochement tel que l'extrémité de la bande 149 la plus proche de la bande 147 est décalée le long des axes X2 et X14 vers l'intérieur du roulement 2 sur une distance 3,4 qui est non nulle et, en pratique, supérieures aux distances 32 et 3,3. La bande est plus large que les bandes tronconiques qui forment les décrochements 146 et 148. On note R150 le rayon moyen de décrochement 150, c'est-à-dire le rayon d'un cercle centré sur l'axe X14 et passant à mi-distance entre les bandes 147 et 149. La bande 149 est accessible par le côté externe du flasque 4 qui est orienté vers l'extérieur du roulement 2 en configuration montée, ce qui permet d'exercer un effort de poussée de la bande 149 contre une surface 442A de la gorge 442, comme représenté par la flèche F1 à la figure 4, sans être gêné par les dents 142 qui ne masquent pas complètement la surface 149 vue de l'extérieur. Le bord 141 et les dents 142 permettent d'exercer un effort centrifuge de blocage du flasque 14 dans l'encoche 442. Ainsi, les parties 141 et 142 constituent des moyens de blocage du flasque 14 sur la bague 4. La bande 144 est décalée, le long des axes X2 et X14 et vers l'extérieur du roulement 2, par rapport à ces moyens de fixation, sans toutefois dépasser au-delà des faces 44 et 64. Le décalage axial entre la surface 149 et la bande 144 est égal à la somme des décalages 3,3 et M.

On note e l'épaisseur du flasque 14 dans une partie non cintrée, c'est-à-dire dans une partie plane telle que l'une des bandes 144, 145, 147 et 149. Cette épaisseur e est égale à l'épaisseur de la plaque de tôle dans laquelle le flasque 14 est découpé avant d'être mis en forme. On note par ailleurs, L la largeur totale du flasque 14 mesurée parallèlement à l'axe X14 ou l'axe X2 en configuration montée du flasque 14 sur la bague 4. Cette largeur L est égale à la somme des distances 3,3 et M et de l'épaisseur e. Le rapport e/L est inférieur à 0,2. En d'autres termes, l'épaisseur effective du flasque 14 est très inférieure à sa largeur axiale. En pratique, l'épaisseur e peut être choisie inférieure à 0,5 mm, de préférence égale à 0,4 mm, ce qui permet d'alléger le flasque 14 et diminue son encombrement axial, en particulier au niveau de la première bande 144. Ainsi, le flasque 14 n'interfère pas avec la cage 12, alors qu'il ne dépasse pas radialement de la surface latérale 44 de la bague 4 et de la surface latérale 64 de la bague 6 disposés dans le prolongement de la surface 44.

Par ailleurs, le rapport du rayon R146 sur le rayon R2 est compris entre 0,85 et 0,95. En pratique, la valeur de ce rapport peut être fixée à 0,9. D'autre part, le rapport du rayon R148 sur le rayon R2 est compris entre 1,05 et 1,15. En pratique, la valeur de ce rapport peut être fixée à 1,09. Les valeurs respectives des rapports R146/R2 et R148/R2 déterminent la largeur radiale de la bande 144, qui constitue la partie du flasque 14 qui doit être la plus éloignée possible d'un plan médian P2 du roulement 2 pour ne pas interférer avec la cage 12, laquelle présente une largeur maximale par rapport au plan P2 au voisinage de la partie du rayon moyen du roulement 2. Le rapport du rayon R150 sur le rayon R2 est compris entre 1,05 et 1,30. En pratique, ce rayon peut être fixé à 1,15.

En outre, les demi-angles au sommet des décrochements 146, 148 et 150 sont compris entre 30 et 500, de préférence égaux à 35°et le rapport A2/A4 ou A3/A4 est compris entre 0,05 et 0,30, de préférence égal à 0,14. Compte tenu de la géométrie du flasque 14, et dans le cas où le sertissage de son bord 141 et de ses dents 142 dans la gorge 442 aurait pour conséquence un pivotement par effet parapluie, un éventuel basculement du flasque 14 dans le sens de la flèche F2 à la figure 4 n'aurait pas forcément pour effet de faire dépasser le flasque 14 latéralement vers l'extérieur par rapport aux faces 44 et 64, tout particulièrement car l'épaisseur e est faible devant la largeur L et car le bord 143 est rabattu vers le plan P2, c'est-à-dire en direction de la chambre de roulement 8. On note L143 la longueur axiale du bord rabattu 143, c'est-à-dire la longueur sur laquelle celui-ci s'étend, parallèlement à l'axe X14, à partir de la surface extérieure de la bande 145. Le rapport Li 43/e de la longueur L143 sur l'épaisseur e est choisi supérieur à 4, de préférence supérieure à 5. Ainsi, l'espace E à une longueur axiale suffisante pour empêcher efficacement la pénétration d'impuretés ou d'humidité dans la chambre 8. On relève que les décrochements 146 et 148 permettent de rigidifier la partie du flasque 14 constituée des bandes 144, 145 et 147, alors que son épaisseur e a une valeur faible, comme envisagée ci-dessus. Selon une variante non représentée de la l'invention, les flasques 14 et 16, voire l'un d'entre eux, peuvent être fixés sur la bague interne 66. Leur bord rabattu est alors disposé au voisinage de la surface 42 de la bague externe 4. En variante, le roulement 2 peut ne comprendre qu'un seul flasque.

Claims

REVENDICATIONS1.- Roulement (2) à corps roulants comprenant - une bague externe (4) - une bague interne (6) - des corps roulants (10) disposés dans une chambre de roulement (8) ménagée entre la bague externe et la bague interne - au moins un flasque (14, 16) monté sur une première bague (4), parmi les bagues externe et interne, et s'étendant jusqu'au voisinage de la deuxième bague (6), parmi les bagues externe et interne, ce flasque comprenant des moyens (141, 142) de fixation sur la première bague et une première bande annulaire (144) perpendiculaire à un axe de rotation (X2) des bagues l'une par rapport à l'autre caractérisé en ce que - le flasque comprend également une deuxième bande annulaire (145) et une troisième bande annulaire (147) disposées respectivement radialement à l'intérieur et radialement à l'extérieur de la première bande (144) et décalées (32, 3.3) par rapport à celle-ci, le long de l'axe de rotation (X2) et en direction des corps roulants (10), au moyen d'un premier décrochement (146) et d'un deuxième décrochement (148) reliant respectivement les première et deuxième bandes (144, 145) et les première et troisième bandes (144, 147), et - un bord (143) du flasque opposé à ses moyens (141, 142) de fixation sur la première bague (4) est rabattu en direction de la chambre de roulement (8) et s'étend selon une direction parallèle à une surface radiale (62) de la deuxième bague (6).
2.- Roulement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un premier rapport (e/L) de l'épaisseur (e) du flasque (14, 16) sur sa largeur axiale (L), mesurée parallèlement à l'axe de rotation (X2), est inférieur à 0,2.
3.- Roulement selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'un deuxième rapport (R146/R2) du rayon moyen (R146) du premier décrochement (146) sur le rayon moyen (R2) du roulement (2) est compris entre 0,85 et 0,95, de préférence égal à 0,9.
4.- Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un troisième rapport (R148/R2) du rayon moyen (R148) du deuxième décrochement (148) sur le rayon moyen (R2) du roulement est compris entre 1,05 et 1,15, de préférence égal à 1,09.
5.- Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bande annulaire (144) est décalée (3.3 + 3.4), le long de l'axe (X2) de rotation des bagues (4,
6), par rapport aux moyens de fixation (141, 142). 6.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (e) du flasque (14, 16) est inférieure ou égale à 0,5 mm, de préférence égale à 0,4 mm.
7.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bord rabattu (143) du flasque s'étend sur une longueur axiale (L143) dont le rapport (Li 43/e) avec l'épaisseur du flasque est supérieur à 4, de préférence supérieur à 5.
8.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon moyen (R2) du roulement est supérieur ou égal à 75 mm, de préférence supérieur ou égal à 90 mm, de préférence encore égal à 100 mm.
9.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque (14, 16) est serti en place sur la première bague (4) et les moyens de fixation comprennent au moins une partie (141, 142) du flasque déformée plastiquement lors du sertissage du flasque sur la première bague.
10.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bague est la bague externe (4).
11.- Roulement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une quatrième bande (149) disposée radialement entre la troisième bande (147) et les moyens de fixation (141, 142) et décalée (3.4) par rapport à la troisième bande, le long de l'axe de rotation (X2) et en direction des corps roulants (10), au moyen d'un troisième décrochement (150).
12.- Roulement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la quatrième bande (149) est accessible par l'extérieur du roulement, selon une direction parallèle à l'axe de rotation (X2), pour subir un effort (F1) d'appui contre une surface correspondante (442A) de la première bague (4).