FR3032139A1 - Systeme de montage d'un composant annulaire sur un arbre - Google Patents

Systeme de montage d'un composant annulaire sur un arbre Download PDF

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Abstract

La présente invention définit un système destiné à monter un composant annulaire sur un arbre, comportant : - un écrou hydraulique (100) doté d'une cavité coaxiale annulaire (10) et d'un piston (110) semblable à une bague, déplaçable à l'intérieur de la cavité (10); - un capteur (120) de déplacement servant à fournir un signal de déplacement indiquant le déplacement axial du piston (11) à l'intérieur de la cavité (10) ; - un émetteur sans fil (125) de déplacement servant à émettre le signal de déplacement ; - un capteur (117) de pression servant à fournir un signal de pression indiquant une pression à l'intérieur de la cavité (10) ; - un émetteur sans fil (118) de pression servant à émettre le signal de pression ; - une pompe (115) disposée de façon à pomper du fluide jusque dans la cavité (10) ; - et - un dispositif (200) de télécommande doté d'un dispositif (210) de communications disposé de façon à recevoir des signaux émis de pression et de déplacement, le dispositif de télécommande étant disposé de façon à délivrer des informations de commande servant à commander la pompe (115).

Description

14P00559FR SYSTEME DE MONTAGE D'UN COMPOSANT ANNULAIRE SUR UN ARBRE L'invention a pour objet de monter des composants annulaires, par exemple des roulements, sur un arbre. En particulier, l'invention peut être utilisée pour monter 5 des composants dotés d'un alésage conique sur une section d'arbre de forme complémentaire. Un exemple de ce domaine est le montage d'un roulement sur une portée tronconique. Au cours du montage de tels objets, des contraintes internes sont 10 générées, un ajustement avec serrage étant ainsi obtenu. L'objet conique est étiré, tandis que l'arbre est comprimé. Les objets concernés peuvent constituer divers composants techniques ou de machiner, tels que des engrenages, des roulements, etc. 15 Bien que des contraintes internes élevées conduisent à un ajustement avec serrage correct, on doit prendre soin de ne pas surcharger les objets afin d'éviter le fluage et le développement de fissures. En revanche, les faibles contraintes sont aussi à éviter, compte tenu des problèmes de fretting-corrosion ou de corrosion sous contraintes. 20 Le demandeur a présenté auparavant un procédé, dans US5779419, destiné à monter un composant annulaire présentant une ouverture de forme conique sur un arbre conique, qui donne un résultat prévisible. Ce procédé comporte les étapes consistant à: installer l'objet creux sur l'arbre de façon à amener les 25 surfaces de forme conique dudit objet et dudit arbre en relation d'appui ; entraîner le composant annulaire jusqu'à une position de départ pour établir un ajustement initial avec serrage ; et entraîner le composant sur une distance prédéterminée de la position initiale à une position finale pour établir un ajustement final avec serrage. Cette approche repose sur l'intervention correcte d'un utilisateur par 30 actionnement d'une pompe en faisant référence à des données tabulées de façon à obtenir la force initiale d'appui souhaitée et le déplacement subséquent souhaité. Le demandeur a découvert que l'imprécision de l'opérateur est exacerbée par l'imprécision des jauges typiques utilisées pour mesurer la pression 1 14P00559FR et le déplacement, et également par l'imprécision de l'actionnement manuel de la pompe à main typiquement utilisé pour établir la pression souhaitée. Selon l'invention, un système est mis en place, au moyen duquel le composant annulaire peut être monté plus précisément, plus vite et en comptant moins sur l'opérateur. Typiquement, le composant est un roulement, comme un roulement à éléments roulants.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, et pour montrer comment celle-ci peut être mise en pratique, il va maintenant être fait référence, uniquement à titre d'exemple, aux dessins joints, où : la Figure 1 montre un agencement selon l'état de la technique antérieure destiné à être utilisé par un opérateur ; la Figure 2 montre une représentation schématique des étapes du procédé selon l'état de la technique antérieure ; la Figure 3 montre un mode de réalisation de l'invention ; et la Figure 4 montre une représentation schématique d'un exemple d'un dispositif de télécommande destiné à être utilisé dans l'invention. La Figure 1 montre un roulement 1 à rouleaux sphériques, comportant une bague intérieure 2, qui est dotée d'un alésage de forme conique, une bague extérieure 3 dotée d'un chemin de roulement sphérique, ainsi que deux rangées de rouleaux 4. Le roulement 1 à rouleaux sphériques est en cours de montage sur l'embout 5, comportant une partie 6 de forme conique, ainsi qu'une partie filetée 7 formant vis. Un écrou hydraulique 8 a été vissé sur la partie filetée 7 formant vis. Cet écrou hydraulique 8 comporte un corps 9 d'écrou qui est doté d'une chambre annulaire coaxiale 10. Dans ladite chambre 10, un piston 11 semblable à une bague a été logé de façon coulissante. Au moyen de joints 12, le piston 11 a été rendu étanche par rapport aux parois cylindriques de la chambre 10. Au moyen du raccord 13, la chambre 10 est reliée à un flexible hydraulique 14, qui est lui-même 2 14P00559FR relié à une pompe hydraulique 15 à main. L'huile peut être pompée à partir de la pompe 15 en faisant monter et descendre la poignée 16. Le manomètre 17 indique la pression d'huile. Comme illustré sur Figure 1, le piston 11 prend appui contre la bague intérieure 2 du roulement 1 à rouleaux sphériques. En pompant de l'huile jusque dans la chambre 10, la bague 2 est enfoncée le long de la partie 6 de forme conique de l'embout 5. Le piston 11 est également doté d'une bride 18 orientée radialement vers l'extérieur, contre laquelle la touche 19 de mesure prend appui. Cette touche fait partie du dispositif 20 de mesure de distance, qui contient une enveloppe 21 avec pas de vis vissée dans l'alésage 22 pratiqué dans le corps 9 d'écrou. L'indicateur 23 à cadran est relié à la touche 19 mobile axialement, de façon à permettre la mesure du déplacement axial relatif entre le corps 9 d'écrou et le piston 11. Au cours du montage du roulement 1 à rouleaux sphériques sur l'embout 5, le roulement 1, en particulier sa bague intérieure 2, est enfilé sur l'embout 5 jusqu'à ce que les surfaces de forme conique de la bague intérieure 2 et de l'embout 5 portent l'une sur l'autre. Dans cette position, aucune ou quasiment aucune action de serrage n'existe encore. Cette position du roulement à rouleaux sphériques est indiquée par A (position zéro) sur la Figure 2. Par la suite, la bague intérieure 2 est enfoncée jusqu'à la position de départ B, en pompant de l'huile jusque dans la chambre 10 de l'écrou hydraulique 8. Une fois que la position de départ B a été atteinte, la bague intérieure 2 est enfoncée sur une distance Ss en direction de la position finale C. Avec la référence S, la distance entre la position où le roulement est placé à la main et la position finale a été indiquée.
La Figure 3 montre un mode de réalisation d'un système de l'invention comportant un écrou hydraulique 100, une pompe 115 et un dispositif 200 de télécommande. Sur la Figure 3, des articles similaires à ceux de la Figure 1 ont été illustrés avec les mêmes numéros de repères.
La pompe 115 peut être une pompe à main, une pompe motorisée et/ou une pompe actionnée électriquement. 3 3032 13 9 2014P00559FR L'écrou hydraulique 100 est disposé de façon à être monté de manière fixe sur l'arbre, par exemple en étant serré sur l'arbre, ou en étant vissé sur un filetage présent sur l'arbre. 5 L'écrou hydraulique 100 comporte un corps 9 d'écrou qui est doté d'une chambre 10 annulaire coaxiale. Dans ladite chambre 10, un piston 11 semblable à une bague a été logé de façon coulissante. De préférence, des joints 12 sont incorporés pour rendre le piston 11 étanche par rapport aux parois cylindriques de la chambre 10. 10 La chambre 10 est reliée à un flexible hydraulique ou pneumatique 14, qui est relié à la pompe 115. Du fluide peut être pompé à partir de la pompe 115 jusque dans la chambre 10 via le flexible 14. 15 L'écrou hydraulique 100 peut comporter un capteur électrique 117 de pression servant à fournir un signal électrique indicatif de la pression à l'intérieur de la chambre 10. Le capteur 117 de pression communique sans fil avec d'autres dispositifs via un émetteur sans fil 118 de pression. L'émetteur sans fil 118 de pression peut communiquer avec d'autres dispositifs via Bluetooth ou un autre 20 protocole de communication sans fil comme il est connu dans le métier. Alors que le capteur 117 de pression et l'émetteur sans fil 118 de ce mode de réalisation font partie de l'écrou hydraulique 100, ils peuvent au lieu de cela être réalisés de façon incorporée à la pompe 115 (étant donné que la pression de 25 pompage représente la pression dans la chambre 10), ou sous la forme d'un dispositif séparé rattaché au flexible 14. La pompe 115 est disposée pour pomper du fluide jusque dans la chambre 10. Ceci peut engendrer une force pour enfoncer la bague 2 sur la partie 6 de forme 30 conique de l'embout 5. Dans le mode de réalisation illustré, la pompe 115 comporte un récepteur sans fil 116 de pompe et est capable de communiquer sans fil avec d'autres dispositifs. De préférence, le récepteur sans fil 116 de pompe peut recevoir des consignes par lesquelles il commande la pompe 115 en 4 14P00559FR utilisant d'autres dispositifs. Le récepteur sans fil 116 de pompe peut communiquer avec d'autres dispositifs via Bluetooth ou un autre protocole de communication sans fil comme il est connu dans le métier.
Dans des modes de réalisation où le capteur 117 de pression fait partie de la pompe 115, le récepteur sans fil 116 de pompe et l'émetteur sans fil 118 de pression peuvent être un dispositif unique de communications. L'écrou hydraulique 100 comporte un dispositif électrique 120 de mesure de distance servant à fournir un signal électrique indicatif du déplacement du piston 11 à l'intérieur de la chambre 10. Le dispositif 120 de mesure de distance communique sans fil avec d'autres dispositifs via un émetteur sans fil 125 de déplacement. L'émetteur sans fil 125 de déplacement peut communiquer avec d'autres dispositifs via Bluetooth ou un autre protocole de communication sans fil comme il est connu dans le métier. Le dispositif 200 de télécommande, représenté de façon plus détaillée sur la Figure 4, comporte : un affichage 205 ; un dispositif 210 de communications ; et un moyen 225 d'entrée. Dans certains modes de réalisation, l'affichage 205 et le moyen 225 d'entrée sont réalisés collectivement sous la forme d'un écran tactile 205, 225. Le moyen 225 d'entrée est disposé de façon à recevoir une entrée d'un utilisateur. Le dispositif 210 de communications est configuré pour recevoir sans fil des signaux provenant de l'émetteur sans fil 118 de pression et de l'émetteur sans fil 125 de déplacement. De préférence, le dispositif 210 de communications est configuré pour fournir des signaux de commande sans fil au récepteur sans fil 116 de pompe en vue de commander la pompe 115. Par exemple, le dispositif 210 de communications peut envoyer des consignes d'utilisateur obtenues à partir du moyen 225 d'entrée à la pompe 115 en vue de sa commande, par ex. pour mettre la pompe sous tension ou hors tension. 5 14P00559FR L'affichage 205 est configuré de façon appropriée pour afficher un repère représentant les signaux reçus par le dispositif de communications en provenance de l'émetteur 118 de pression et de l'émetteur sans fil 125 de déplacement.
Le dispositif 210 de télécommande peut être configuré pour afficher des premières informations représentant la pression dans la chambre 10 et des deuxièmes informations représentant le déplacement du piston 11. De préférence, le dispositif 200 de télécommande comporte une mémoire servant 10 à stocker des données. Les données peuvent être saisies via le moyen 225 d'entrée ou, en variante, elles peuvent faire l'objet d'un accès à partir d'un serveur distant. Les données peuvent comprendre un ou plusieurs éléments parmi : l'agencement 15 de montage (par ex. s'il est avec ou sans douille, et le type de douille) ; le type d'écrou hydraulique ; le type de roulement ; la réduction du jeu ; le nombre de montages antérieurs ; le matériau de l'arbre ; et/ou la taille d'alésage de l'arbre (le cas échéant). 20 Alors que dans certains modes de réalisation, les données faisant l'objet d'une saisie ou d'un accès peuvent comprendre les pressions et déplacements souhaités pour un ou plusieurs types de composant, dans d'autres modes de réalisation, la pression et le déplacement souhaités peuvent être calculés à l'aide du dispositif 200 de télécommande à partir des données ayant fait l'objet d'une 25 saisie ou d'un accès. Dans certains modes de réalisation, l'affichage 205 affiche à la fois les premières informations et les deuxièmes informations. 30 L'indicateur peut varier en fonction de la pression actuelle, de la pression initiale et de la pression souhaitée, ou en fonction du déplacement actuel, du déplacement initial et du déplacement souhaité. De cette façon, l'indicateur peut représenter l'une ou l'autre de ces quantités de manière simple, précise et facile à interpréter. 6 14P00559FR Avantageusement, ceci décharge l'opérateur de se référer à des tables pour déterminer comment actionner la pompe 115. En général, l'indicateur peut indiquer la proportion d'une plage allant d'une valeur initiale à une valeur souhaitée atteinte par la pompe 115 et l'écrou hydraulique 100, indépendamment du fait qu'il s'agisse d'une pression ou d'un déplacement. Dans certains modes de réalisation, un premier mode est mis en place, où l'affichage 205 affiche les premières informations et n'affiche pas les deuxièmes informations, et un deuxième mode est mis en place, où l'affichage 205 affiche les deuxièmes informations et n'affiche pas les premières informations. De façon optionnelle, l'affichage 205 peut passer automatiquement du premier mode au deuxième mode (c.à.d. sans nécessiter d'intervention de l'opérateur). Dans ces modes de réalisation, le dispositif 210 de télécommande peut être configuré pour afficher un indicateur unique, qui peut représenter les premières informations dans le premier mode et les deuxièmes informations dans le deuxième mode. Dans certains modes de réalisation, l'indicateur est disposé de façon à indiquer la proportion d'une plage allant d'une valeur initiale de pression à une valeur souhaitée de pression lorsque la pression est comprise entre la valeur initiale de pression et la valeur souhaitée de pression. Une fois que la pression souhaitée a été atteinte, l'indicateur peut cesser d'indiquer la proportion de pression, et indiquer au lieu de cela la proportion d'une plage allant d'une valeur initiale de déplacement à une valeur souhaitée de déplacement.
L'indicateur peut être, par exemple, une barre de progression qui se remplit ou un feu de signalisation qui passe du rouge à l'orange puis au vert. Dans des modes de réalisation préférés, l'indicateur est disposé de façon à indiquer la progression de l'ensemble de la procédure de montage (c.à.d. à la fois l'étape consistant à atteindre la pression souhaitée et l'étape qui s'ensuit consistant à atteindre le déplacement souhaité). L'opérateur peut continuer à actionner la pompe 115 (que ce soit par actionnement manuel ou électriquement 7 14P00559FR via le moyen 225 d'entrée) jusqu'à ce que l'indicateur indique que le processus a été achevé. Avec un tel indicateur, il se peut que l'opérateur ne puisse pas voir laquelle des étapes (qu'il s'agisse d'atteindre la pression souhaitée ou le déplacement souhaité) est actuellement en cours de réalisation.
L'indicateur peut représenter la progression de telle sorte que la première moitié de la progression aille de la valeur initiale de pression à la valeur souhaitée de pression et que la deuxième moitié de la progression aille de la valeur initiale de déplacement à la valeur souhaitée de déplacement. En pareil cas, la valeur souhaitée de pression correspond à la valeur initiale de déplacement. À titre de premier exemple, l'indicateur peut être une représentation graphique d'une barre qui se remplit à mesure que la procédure progresse, dans laquelle la première moitié de la barre représente une plage allant de la valeur initiale de pression à la valeur souhaitée de pression et la deuxième moitié de la barre indique la proportion d'une plage allant de la valeur initiale de déplacement à la valeur souhaitée de déplacement. À titre de deuxième exemple, l'indicateur peut être une représentation colorée qui change de couleur en passant par une suite prédéterminée de couleurs d'une couleur de début, en passant par des couleurs intermédiaires, jusqu'à une couleur de fin (par ex. du rouge à l'orange puis au vert - les couleurs standard d'un "feu de signalisation") à mesure que la procédure progresse. La couleur de début (par ex. le vert) peut représenter la valeur initiale de pression, la couleur intermédiaire (par ex. l'orange) peut représenter la valeur souhaitée de pression et la valeur initiale de déplacement, et la couleur finale (par ex. le rouge) peut représenter la valeur souhaitée de déplacement. Un opérateur peut utiliser l'indicateur affiché sur l'affichage 205 pour établir à quel moment et de quelle façon actionner la pompe 115 (que ce soit par actionnement manuel, ou électriquement via le moyen 225 d'entrée). 8 14P00559FR Dans un deuxième mode de réalisation, le système est configuré de telle sorte que le processus de montage un composant, comme un roulement, puisse être déclenché par une consigne unique de démarrage émise par un opérateur, par exemple via le moyen 225 d'entrée. De façon appropriée, la consigne de démarrage est émise après que des données sur le roulement et l'agencement de montage ont été saisies à l'aide du moyen 225 d'entrée. Par exemple, un opérateur enfilerait le roulement 1 sur un arbre conique 5 jusqu'à ce que l'alésage de forme conique du roulement 1 et la surface extérieure de l'arbre 5 portent l'un sur l'autre. Dans cette position, il n'existe aucune ou quasiment aucune action de serrage significative. L'opérateur peut ensuite monter l'écrou hydraulique 100 sur l'arbre 5. Cette position du roulement 1 est indiquée par A (position zéro) sur la Figure 2.
L'opérateur peut ensuite émettre la consigne de démarrage, en réaction à laquelle le dispositif 200 de télécommande est programmé pour réaliser les étapes suivantes : (1) Émettre un signal de commande pour activer la pompe 115. Le signal de commande peut être envoyé du dispositif 210 de communications au récepteur sans fil 116 de pompe. (2) Recevoir un signal de pression en provenance de l'émetteur sans fil 118 de pression à l'aide du dispositif 210 de communications. (3) Comparer le signal de pression reçu à un seuil de pression. Le seuil de pression peut être soit un seuil conservé sur le dispositif 210 de télécommande, soit obtenu à partir d'un serveur distant. (4) Lorsque le signal de pression reçu atteint le seuil de pression, recevoir un premier signal de déplacement en provenance de l'émetteur sans fil 125 de déplacement. En fait, le dispositif 120 de mesure de distance peut être inactif jusqu'à cette étape et n'être activé qu'une fois que le seuil de pression a été atteint. De même, le capteur 117 de pression peut être désactivé lorsque le seuil est atteint. (Ces communications peuvent être effectuées via les émetteurs 116 et 125, qui peuvent également être des récepteurs). 9 14P00559FR (5) Calculer un seuil de déplacement. Celui-ci peut être calculé, par exemple, en ajoutant un déplacement souhaité (Ss sur la Figure 2) au déplacement actuel tel qu'indiqué par le premier signal de déplacement. Le déplacement souhaité peut être soit un seuil conservé sur le dispositif 210 de télécommande, soit obtenu à partir d'un serveur distant. (6) Recevoir un signal supplémentaire de déplacement (ou continuer à recevoir le même signal) en provenance de l'émetteur sans fil 125 de déplacement. Une fois que le seuil de pression a été atteint, l'émetteur sans fil 125 de déplacement peut continuer à émettre des signaux de déplacement. (7) Comparer le signal supplémentaire de déplacement reçu au seuil de déplacement. (8) Lorsque le signal de déplacement reçu atteint le seuil de déplacement, émettre un signal de commande pour désactiver la pompe 115. Le signal de commande peut être envoyé du dispositif 210 de communications au récepteur sans fil 116 de pompe. (9) Délivrer un signal de sortie (par ex. de façon audible ou via l'affichage 205) après un laps de temps prédéterminé. Le laps de temps prédéterminé peut être soit un seuil conservé sur le dispositif 210 de télécommande, soit obtenu à partir d'un serveur distant.
En réaction à l'étape (1), la pompe 115 pompe du fluide jusque dans la chambre 10 de l'écrou hydraulique 100, enfonçant ainsi le roulement 1 jusqu'à la position de départ B. Suite à l'étape (4), la position B aura été atteinte. Suite à l'étape (8), le roulement 1 aura été enfoncé sur une distance Ss et aura atteint la position finale C. Entre les étapes (8) et (9), tout lubrifiant présent entre le roulement 1 et l'arbre 5 s'échappe. 10

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS: 1. Système de montage d'un composant annulaire (1) sur un arbre, comportant : un écrou hydraulique (100) doté d'une cavité coaxiale annulaire (10) et d'un piston (110) semblable à une bague, déplaçable à l'intérieur de la cavité (10) ; un capteur (120) de déplacement servant à fournir un signal de déplacement indiquant le déplacement axial du piston (110) à l'intérieur de la cavité (10) , un émetteur sans fil (125) de déplacement servant à émettre le signal de déplacement ; un capteur (117) de pression servant à fournir un signal de pression indiquant une pression à l'intérieur de la cavité (10) ; un émetteur sans fil (118) de pression servant à émettre le signal de pression ; une pompe (115) disposée de façon à pomper du fluide jusque dans la cavité (10) ; et un dispositif de télécommande (200) doté d'un dispositif (210) de communications disposé de façon à recevoir des signaux émis de pression et de déplacement, le dispositif de télécommande étant disposé de façon à délivrer des informations de commande servant à commander la pompe (115).
  2. 2. Système selon la revendication 1, les informations de commande délivrées étant un signal de commande servant à commander la pompe (115) et le système comportant en outre un récepteur sans fil (116) de pompe disposé de façon à recevoir le signal de commande et à commander la pompe.
  3. 3. Système selon la revendication 2, le dispositif de télécommande (200) étant programmé pour : émettre un signal de commande pour activer la pompe (115) ; 1114P00559FR recevoir un signal de pression en provenance de l'émetteur sans fil (118) de pression ; comparer le signal de pression reçu à un seuil de pression ; lorsque le signal de pression reçu atteint le seuil de pression, recevoir un premier signal de déplacement en provenance de l'émetteur sans fil (125) de déplacement et calculer un seuil de déplacement ; recevoir un signal supplémentaire de déplacement en provenance de l'émetteur sans fil (125) de déplacement ; comparer le signal supplémentaire de déplacement reçu au seuil de déplacement ; et lorsque le signal de déplacement reçu atteint le seuil de déplacement, émettre un signal de commande pour désactiver la pompe (115), fournir une alerte après un laps de temps prédéterminé.
  4. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif de télécommande comportant un affichage (205) disposé de façon à afficher la progression d'un procédé à partir d'un point de départ, via un point intermédiaire et jusqu'à un point d'arrivée, le procédé faisant intervenir l'utilisation de la pompe (115) pour effectuer une augmentation de pression d'une valeur initiale de pression à une valeur souhaitée de pression, suivie d'une augmentation de déplacement d'une valeur initiale de déplacement à une valeur souhaitée de déplacement, le point de départ correspondant à une valeur initiale de pression détectée par le capteur (117) de pression ; le point intermédiaire correspondant à une valeur souhaitée de pression détectée par le capteur (117) de pression et à une valeur initiale de déplacement détectée par le capteur (120) de déplacement ; et le point final correspondant à une valeur souhaitée de déplacement détectée par le capteur (120) de déplacement. 1214P00559FR
  5. 5. Système selon la revendication 4, dépendante de la revendication 1, les informations de commande délivrées étant constituées par l'affichage de la progression du procédé, de telle sorte que l'utilisation de la pompe puisse être poursuivie jusqu'à ce que le point final soit atteint.
  6. 6. Système selon la revendication 4 ou 5, l'affichage représentant la progression à l'aide d'un ou plusieurs éléments parmi : une représentation graphique d'une barre de progression qui se remplit à mesure que le procédé progresse ; et/ou un repère coloré qui change de couleur à mesure que le procédé progresse. 13
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