FR3098559A1 - Assemblage pour roulement - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un assemblage (10) pour roulement (20), comprenant une bague (30), un trou de remplissage (40), et un bouchon (50) pour obturer le trou de remplissage (40) et présentant une face (52) en continuité avec le chemin de roulement (32), la bague (30) et le bouchon (50) constituant deux pièces complémentaires de l’assemblage fixées l’une à l’autre de manière réversible par un organe de maintien (60) oblique par rapport au bouchon (50), le trou de remplissage (40) présentant une surface de centrage (41) et une surface d’arrêt (42) en translation axiale du bouchon (50), l’assemblage (10) présentant un jeu radial par rapport à l’axe de fixation (V) entre l’organe de maintien (60) et un trou de logement (70) de la première des deux pièces complémentaires (30, 50) recevant une tête de l’organe de maintien de sorte à permettre un degré de liberté radial entre l’organe de maintien (60) et la première des deux pièces complémentaire (30, 50). (Fig. 1)

Description

ASSEMBLAGE POUR ROULEMENT
Domaine technique de l’invention
L'invention concerne, de façon générale, le domaine technique des bagues de roulement.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à un assemblage pour roulement à billes ou à rouleaux destiné à accepter des charges radiales et axiales sensiblement de même proportion et avec une grande précision de positionnement relatif des bagues et notamment du type comprenant un trou de remplissage mettant en communication le milieu extérieur avec le chemin de roulement pour le passage des corps roulants et un bouchon configuré pour obturer le trou de remplissage.
Il est connu de l'art antérieur différentes solutions visant à remplir une rangée de corps roulants par l'intermédiaire d'un alésage prévue sur une bague. Pour accepter des charges radiales et axiales bidirectionnelles sensiblement de même proportion, la bague est pourvue d'un chemin de roulement profond enveloppant les corps roulants, ayant en section axiale (c’est-à-dire dans un plan comportant l'axe de révolution de la bague) un profil constitué de deux zones de contact (planes ou quasi ponctuelles sur un profil de chemin en ogive). À l'intersection des deux zones est défini le fond du chemin. Chaque zone de contact s'étend sur un secteur angulaire proche de 90°. La profondeur du chemin de roulement rend le montage des corps roulants délicat. Afin d'insérer les corps roulants entre les bagues intérieure et extérieure du roulement, on a recours à un alésage généralement radial pratiqué dans la bague extérieure du roulement et débouchant directement au niveau du chemin de roulement. Après insertion des corps roulants, on obture cet alésage à l'aide d'un bouchon.
Une telle réalisation permet le remplissage d'une rangée de corps roulants dans un roulement comprenant une bague intérieure et une bague extérieure.
Pour éviter les discontinuités entre le chemin de roulement et le fond du bouchon, on usine généralement le fond du bouchon en même temps que les chemins de roulement. En pratique, le bouchon, dont le fond n'est qu'ébauché, est tout d'abord monté dans l'alésage radial et fixé en place. On procède ensuite à un traitement thermique. Enfin, le chemin de roulement et le fond du bouchon sont rectifiés à la meule ou usinés par un outil abrasif de superfinition, pour leur conférer leur état de surface final. À l'issue de ces étapes de fabrication, il est nécessaire de démonter le bouchon, pour pouvoir ultérieurement insérer les corps roulants par l'alésage radial. Afin de maintenir le bouchon en position, un élément de fixation telle qu’une goupille est glissée dans un alésage axial formé à travers la bague extérieure. Par ailleurs, pour empêcher les liquides lubrifiants de sortir du roulement et empêcher les polluants de s'introduire dans le roulement, un joint est placé dans une rainure annulaire formée sur le bouchon à proximité́ du chemin de roulement. De ce fait, dans cette configuration, la section du bouchon recevant le joint doit nécessairement présenter un diamètre plus étroit afin que le joint ne s'accroche pas dans l'alésage axial formé sur la bague extérieure du roulement.
Le bouchon doit avoir une position définie très précisément par rapport à l’assemblage et ce tout au long du procédé de fabrication. Le bouchon doit aussi être montable et démontable facilement pour permettre l'insertion des corps roulants tout en reprenant parfaitement sa position de fermeture de l’alésage afin que, en fonctionnement, la présence d'un bouchon n’induise pas une discontinuité sur la piste de roulement. Un tel défaut se traduit par la présence d’une « marche » sur le chemin du roulement due au bouchon en retrait ou dépassant et s’avère détectable seulement par un contrôle manuel, ce qui limite en outre les possibilités d’automatiser une telle fabrication.
Par ailleurs, le positionnement angulaire du bouchon après insertion des billes est critique pour le fonctionnement ultérieur du roulement pour éviter un défaut d'alignement entre le fond du bouchon et le chemin du roulement. Or ce positionnement angulaire est délicat.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique en proposant notamment un assemblage dont le montage du bouchon soit facilité et dans lequel le positionnement du bouchon est amélioré.
L’invention vise également à proposer un assemblage pour un roulement, permettant de boucher un trou de remplissage des corps roulants avec une fiabilité accrue, sans gêner les corps roulants en fonctionnement et dont la fabrication peut être automatisée.
Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un assemblage pour roulement, comprenant une bague définissant un axe géométrique de référence et présentant une face radiale annulaire sur laquelle est formé au moins un chemin de roulement, un trou de remplissage mettant en communication le milieu extérieur ok avec le chemin de roulement, le trou de remplissage ayant une section intérieure permettant le passage de corps roulants depuis l'extérieur de la bague jusqu'à la face radiale annulaire, et un bouchon configuré pour obturer le trou de remplissage selon un axe d’obturation, le bouchon présentant une face en continuité avec le chemin de roulement en position assemblée d’obturation, la bague et le bouchon logé dans le trou de remplissage constituant deux pièces complémentaires de l’assemblage fixées l’une à l’autre de manière réversible par un organe de maintien s’étendant suivant un axe de fixation oblique par rapport à l’axe d’obturation du bouchon et traversant un trou de logement formé dans une première des deux pièces complémentaires pour s’ancrer dans un ancrage formé dans une deuxième des deux pièces complémentaires, l’organe de maintien présentant :
  • à une première extrémité, une tête configurée pour venir se loger dans le trou de logement, en butée contre un épaulement du trou de logement, et
  • un corps pourvu, à une deuxième extrémité de l’organe de maintien opposée à la première extrémité, d’un tronçon d’ancrage configuré pour venir s’ancrer de façon réversible dans l’ancrage de la deuxième des deux pièces complémentaires,
le trou de remplissage présentant au moins une surface de centrage ayant pour enveloppe une surface de révolution ayant un axe de révolution confondu avec l’axe d’obturation et une génératrice parallèle à l’axe d’obturation et une surface d’arrêt en translation axiale du bouchon par rapport à l’axe d’obturation, l’assemblage présentant un jeu radial par rapport à l’axe de fixation entre l’organe de maintien et le trou de logement de la première des deux pièces complémentaires de sorte à permettre un degré de liberté radial entre l’organe de maintien et la première des deux pièces complémentaire.
La combinaison de la surface de centrage et de la surface d’arrêt portées par le trou de remplissage permet d'insérer aisément tous les corps roulants dans l'espace confiné délimité par le chemin de roulement, même si celui-ci est profond, tout en apportant une configuration facilitant le positionnement du bouchon dans la position désirée avec une précision de positionnement accrue.
Par ailleurs, du fait de l'orientation de l’axe de fixation de l’organe de maintien, oblique par rapport à l’axe d’obturation du bouchon, les efforts appliqués par les corps roulants sur le bouchon en position de fermeture du trou de remplissage sont repris en partie par l’organe de maintien et également par le trou de remplissage formé dans la bague annulaire.
En conséquence, les risques d'altération de la continuité du chemin de roulement par le déplacement du bouchon sont encartés.
Selon un mode de réalisation, la surface de centrage et la surface d’arrêt sont contigües.
Selon une caractéristique technique, l’axe d’obturation est disposé de sorte qu’il présente une composante axiale et radiale par rapport à la bague. Selon une autre variante, cet axe d’obturation peut être disposé intégralement axial par rapport à la bague, voire également intégralement radial si les dimensions axiales du roulement sont adaptées.
Selon une configuration particulière, l’organe de maintien est unique, ce qui simplifie l’assemblage.
Selon un mode de réalisation, l’organe de maintien est une vis. Par exemple dans ce cas, l’axe de fixation et l’axe obturation forment de préférence un angle sensiblement égal à 45 degrés. Ce moyen de fixation permet de se passer d'une goupille. Les moyens de fixation sont donc simplifiés, ceci d’autant plus lorsque la vis est l’unique organe de maintien.
Selon un mode de réalisation, la surface de centrage et/ou la surface d’arrêt forment chacune au moins une portion de surface de révolution, la surface de centrage étant de préférence cylindrique d’axe coaxial à l’axe d’obturation.
Selon une caractéristique technique particulière, la face radiale annulaire forme deux chemins de roulement, l'assemblage comprenant en outre une pièce, qui peut être par exemple un arbre ou une bague, pourvue de deux chemins de roulement situés en vis-à-vis des chemins de roulement de la bague et des corps roulants de forme cylindrique, disposés de manière alternée sur l'une et l'autre des paires de chemins de roulement en vis-à-vis.
Selon un mode de réalisation, la face radiale annulaire forme deux chemins de roulement de surface plane ayant en section axiale un profil en V formant un angle de sensiblement 90 degrés. Cette configuration est utilisée notamment pour les roulements à rouleaux croisés. Selon ce mode de réalisation, le profil en V peut comporter en son angle une gorge centrale, qui facilite le travail de la meule de rectification des chemins de roulement.
Selon un mode de réalisation, la face du bouchon en continuité avec le chemin de roulement en position assemblée d’obturation forme une continuité d'un des chemins de roulement sur toute sa largeur.
Selon un autre mode de réalisation, la face radiale annulaire forme un seul chemin de roulement, l'assemblage comprenant en outre une pièce pourvue d'un seul chemin de roulement situé en vis-à-vis du chemin de roulement de la bague et des billes, disposées entre les chemins de roulement.
Avantageusement, le chemin de roulement a une section axiale formant un profil en ogive constitué de deux arcs de cercle, la face du bouchon formant une continuité d'un des deux arcs de cercle sur toute sa largeur. Un tel profil en ogive pour roulement à billes assure une grande rigidité au roulement en multipliant les points ou surfaces de contact entre les corps roulants et les chemins de roulement, une telle rigidité permettant de gagner en précision. On parle de roulements à quatre points de contact, qui sont destinés à subir des charges importantes : chaque bille ayant deux points de contact avec un chemin de roulement extérieur en ogive porté par la bague extérieure et deux points de contact avec un chemin de roulement intérieur en ogive porté par la bague intérieure.
Selon une variante, la bague portant le bouchon est une bague extérieure. Alternativement, il est également possible de prévoir le bouchon sur une bague intérieure.
Selon une variante, la pièce complémentaire de la bague qui porte une partie du ou des chemins de roulements en plus de ceux portés par la bague elle-même, constitue une deuxième bague, de préférence une bague intérieure. Dans le cas où la première bague est une bague intérieure, alors la seconde bague peut être une bague extérieure.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
: une vue éclatée et partielle d’un assemblage pour un roulement selon un premier mode de réalisation ;
: une vue en coupe d’un assemblage pour un roulement selon ce mode de réalisation ;
: une vue en coupe d’un assemblage pour un roulement selon un second mode de réalisation ;
: une vue en coupe d’un assemblage pour un roulement selon un troisième mode de réalisation ;
: une vue de face d’un assemblage pour un roulement selon un quatrième mode de réalisation ;
: un détail de la figure 5 ;
: une vue partielle en coupe d’un assemblage pour un roulement selon le mode de réalisation des figures 5 et 6.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
description DÉTAILLÉE d’un mode de rÉalisation
Sur les figures 1 et 2 est représenté un assemblage10pour un roulement20, comprenant une bague extérieure30. Pour la suite de la description, l'axe de rotation de cette bague extérieure30constituera un axe de référence X. La bague extérieure30annulaire présente sur sa face radiale31annulaire intérieure en regard de l'axe de référence X, un chemin de roulement annulaire extérieur32pour le roulement20.
Le roulement20comporte en plus de la bague extérieure30annulaire, une bague intérieure90annulaire disposée concentrique avec la bague extérieure30autour de l’axe X de roulement. La bague intérieure90présente sur sa face radiale91annulaire extérieure, opposée à l'axe de référence X, un chemin de roulement annulaire intérieur92pour le roulement20.
Les bagues intérieure90et extérieure30délimitent un volume annulaire dans lequel sont logés des corps roulants21, ici des rouleaux cylindriques. Les rouleaux21sont aptes à rouler sur les chemins de roulement annulaires32,92, formés respectivement sur les deux bagues de roulement30,90de manière à permettre une rotation relative entre les deux bagues de roulement30,90autour de l’axe de révolution X du roulement20. Les rouleaux21sont disposés dans le volume annulaire entre les deux bagues de roulement30,90sans interposition d’une cage de guidage, ce qui permet de maximiser le nombre des rouleaux21.
Plus précisément dans ce mode de réalisation, la face radiale annulaire31intérieure de la bague extérieure forme deux chemins de roulement32a,32b, et la face radiale91extérieure de la bague intérieure90est également pourvue de deux chemins de roulement92a,92bsitués en vis-à-vis des chemins de roulement32a,32bde la bague extérieure30.
La face radiale intérieure31annulaire de la bague extérieure30forme deux chemins de roulement32a,32bde surface plane ayant en section axiale un profil en V formant un angle33de sensiblement 90 degrés. Le profil en V comporte en son angle33une gorge centrale34. Le chemin de roulement32de la bague extérieure30comporte donc deux chemins de roulement tronconiques32a,32b.
De façon symétrique, la face radiale extérieure91annulaire de la bague intérieure90forme deux chemins de roulement92a,92bde surface plane ayant en section axiale un profil en V inversé par rapport au profil de la bague extérieure30formant un angle93de sensiblement 90 degrés. Le profil en V comporte en son angle93une gorge centrale94. Le chemin de roulement92de la bague intérieure90comporte donc deux chemins de roulement tronconiques92a,92b, qui peuvent être déduits par symétrie de ceux de la face radiale annulaire31de la bague extérieure30.
Les corps roulants21de forme cylindrique, c'est-à-dire comprenant chacun une surface cylindrique entre deux faces extrêmes planes, sont disposés de manière alternée sur l'une et l'autre des paires de chemins de roulement32a,32b,92a,92ben vis-à-vis, c’est à dire que leurs axes de rotation se trouvent alternativement à 90° les uns des autres. Dans cette configuration, la longueur des rouleaux définie comme la distance entre ses deux faces extrêmes plates, est égale à leur diamètre.
Dans le cas de rouleaux cylindriques, les chemins de roulement32a,32b,92a,92bde chaque face radiale annulaire31,91se croisent à angle droit. Les rouleaux21sont placés entre la bague extérieure30et la bague intérieure90de sorte que les faces extrêmes planes de chaque rouleau21font face chacune à une surface annulaire de l'une ou l'autre de la bague extérieure30et de la bague intérieure90, et que leur surface cylindrique est en contact avec l'autre surface annulaire de la même bague.
Comme mentionné précédemment, les rouleaux21sont disposés dans un agencement croisé, dans lequel les rouleaux21cylindriques sont disposés de manière alternée, selon deux configurations respectives distinctes. Selon une première configuration, la surface cylindrique du rouleau21roule sur l’une des surfaces tronconiques de la face radiale intérieure31de la bague extérieure30formant chemin de roulement32a, et une face extrême du rouleau21glisse en tournant sur l’autre surface tronconique32bde la face radiale intérieure31de la bague extérieure30. Selon une deuxième configuration, la surface cylindrique du rouleau21roule sur cet autre surface tronconique de la face radiale intérieure31de la bague extérieure30formant chemin de roulement32b, et une face extrême du rouleau21glisse en tournant sur la surface tronconique32aadjacente de la face radiale31de la bague extérieure30.
Ainsi, deux corps roulants, qui sont ici des rouleaux cylindriques, successifs sont disposés en formant un angle de 90 degrés l'un avec l'autre le long des chemins de roulement de la même bague. Les corps roulants21ainsi disposés peuvent être placés avec une très grande concentration le long des chemins de roulements32,92et être maintenus dans le roulement20eux-mêmes sans nécessiter de cage. Les corps roulants21peuvent être en contact ponctuel deux à deux au niveau de leur surface cylindrique respective adjacente deux à deux.
Ce type de roulements20est particulièrement adapté pour des applications au guidage de mouvements de rotation sous de fortes charges axiales bidirectionnelles, notamment dans le domaine robotique car ils confèrent une bonne précision entre les deux pièces tournantes, ceci quand bien même le roulement20supporte des charges importantes dont les orientations peuvent varier selon le mouvement du robot associé.
Les corps21roulants sont installés dans l'espace de roulement22par l'intermédiaire du trou de remplissage40mettant en communication le milieu extérieur avec le chemin de roulement32, le trou de remplissage40ayant une section intérieure permettant le passage de corps roulants21depuis l'extérieur de la bague30jusqu'à la face radiale annulaire intérieure31. Ce trou de remplissage40est aménagé dans un corps de la bague30, ici la bague extérieure30. Le trou de remplissage40débouche d'une part sur une zone de l’un des chemins de roulements32de la bague extérieure30et, d'autre part, pour partie sur une face axiale et pour partie sur une face radiale extérieure de la bague extérieure30.
Un bouchon50est utilisé pour obturer le trou de remplissage40selon un axe d’obturation W. Lorsque le trou de remplissage40est bouché par le bouchon50, le trou de remplissage40ne peut pas laisser passer de corps roulants21à travers lui entre l'espace de roulement22et l'extérieur, dans un sens comme dans l'autre, ce qui est nécessaire en particulier lorsque le roulement20est en fonctionnement. Lorsque le bouchon50est absent, les corps roulants21peuvent passer à travers le trou de remplissage40entre l'espace de roulement22et l'extérieur, dans un sens comme dans l'autre, notamment pour l'assemblage du roulement20ou pour des opérations de maintenance nécessitant leur démontage.
Pour assurer l’intégrité du chemin de roulement32lors du passage des corps roulants21sur la zone du bouchon50, le bouchon50est muni d’une face52de roulement en continuité avec le chemin de roulement32en position assemblée d’obturation dudit bouchon50.
Durant son utilisation, le bouchon50est maintenu dans sa position d’obstruction du trou de remplissage40par un organe de maintien60. L’organe de maintien60est configuré pour assurer la fixation réversible des deux pièces complémentaires de l’assemblage10que sont la bague30extérieure et le bouchon50lorsqu’il est logé dans le trou de remplissage40.
L’organe de maintien traverse un trou de logement70formé dans une première des deux pièces complémentaires30,50, ici la bague extérieure30, pour venir s’ancrer dans un ancrage80formé dans la deuxième des deux pièces complémentaires50,30, à savoir ici le bouchon50. L’organe de maintien60s’étend suivant un axe de fixation V oblique d’environ 45 degrés par rapport à l’axe d’obturation W du bouchon50. Dans ce mode de réalisation, l’organe de maintien60est orienté axialement par rapport à l’axe de référence X.
L’organe de maintien60est par exemple une vis et présente à une première extrémité61, une tête63qui est configurée pour venir se loger dans le trou de logement70, en butée contre un épaulement71du trou de logement70. La vis60est unique de sorte qu’elle est ici le seul organe assurant la solidarisation du bouchon50à la bague extérieure30. La bague extérieure30comprend un chambrage destinée à recevoir la tête63de vis et dont le fond du chambrage correspond à l’épaulement71du trou de logement70formant butée de la vis60en position de fixation.
L’organe de maintien60présente un corps64qui s’étend à partir de sa tête63vers une deuxième extrémité62, opposée à la première extrémité61, et qui est pourvu d’un tronçon d’ancrage65configuré pour venir s’ancrer de façon réversible dans l’ancrage80du bouchon50. Entre sa tête63et son ancrage, le corps64traverse un alésage traversant de la bague30extérieure, l’alésage débouchant d’une part sur le fond71du chambrage et, d’autre part, dans le trou de remplissage40, pour venir en regard de l’ancrage80du bouchon50en position de fixation.
L’organe de maintien60étant formé d’une vis unique pour solidariser le bouchon50à la bague30extérieure, son tronçon d’ancrage65comprend un filetage configuré pour coopérer avec un taraudage80du bouchon50.
Le trou de remplissage40présente une surface de centrage41présentant pour enveloppe une surface de révolution ayant un axe de révolution confondu avec l’axe d’obturation W et une génératrice parallèle à l’axe d’obturation W. Cela permet d’éviter un assemblage hyperstatique du bouchon50dans le trou de remplissage40. Dans ce mode de réalisation, cette génératrice est également confondue avec à l’axe d’obturation W étant donné que la surface de centrage41présente une forme de révolution cylindrique d’axe coaxial à l’axe d’obturation W. Le bouchon50présente une portion cylindrique complémentaire configurée pour pénétrer juste dans la portion cylindrique du trou de remplissage40délimitée par la surface de centrage41.
Le trou de remplissage40présente en outre une surface d’arrêt42en translation axiale du bouchon50par rapport à l’axe d’obturation W. Cette surface d’arrêt42a pour principale fonction de former une butée d’arrêt en translation du bouchon50lorsqu’il vient pénétrer et glisser dans la portion de centrage41du trou de remplissage40, à partir de son extrémité inférieure. Cette surface d’arrêt42s’étend selon une révolution autour de l’axe d’obturation W en formant une paroi tronconique du trou de remplissage40.
Le trou de remplissage40s’étend d’une extrémité intérieure43qui débouche dans l’espace de roulement22jusqu’à une extrémité extérieure44qui débouche à l’extérieur de la bague extérieure30et plus généralement de l’assemblage10. La surface de centrage41est située à l’extrémité intérieure du trou de remplissage40pour assurer un meilleur guidage du bouchon50lors de sa mise en place. La surface d’arrêt42, ici tronconique, se situe par rapport à l’axe d’obturation W, entre la surface de centrage41et l’extrémité extérieure du trou de remplissage40. Plus précisément dans ce mode de réalisation, la surface d’arrêt42se situe dans le prolongement de la surface de centrage41vers l’extrémité extérieure44, la surface de centrage41et la surface d’arrêt42étant contigües.
Une surface de réception45présente, comme la surface de centrage41, une forme de révolution ayant un axe de révolution confondu avec l’axe d’obturation W et une génératrice parallèle à l’axe d’obturation W. Cette surface de réception45cylindrique d’axe coaxial à l’axe d’obturation W est située dans le prolongement direct, de la surface d’arrêt42 vers l’extrémité extérieure44du trou de remplissage40, et débouche à l’extérieur de la bague extérieure30.
Le bouchon50présente une forme globalement complémentaire à celle du trou de remplissage40et s’étend entre une extrémité inférieure53formant un pied du bouchon et une extrémité supérieure54formant une tête. Le bouchon50présente au niveau de son pieds une portion de guidage55configurée pour coopérer de façon juste avec la surface de centrage41du trou de remplissage40. Le bouchon50présente en outre une portion de d’arrêt56, qui se situe par rapport à l’axe d’obturation W, entre sa portion de centrage et sa tête. La portion d’arrêt56se situe dans le prolongement de la portion de centrage55vers la tête du bouchon50, la portion de centrage55et la portion d’arrêt56étant contigües, conférant au bouchon50une forme simple, facile à usiner.
Pour permettre le blocage du bouchon50dans une position parfaitement maitrisée dudit bouchon50dans le trou de remplissage40, un jeu radialJ,J1,J2prédéterminé par rapport à l’axe de fixation V est configuré entre l’organe de maintien60et le trou de logement70porté ici par la bague extérieure30. Un tel jeu permet de garantir un degré de liberté radial entre l’organe de maintien60et la pièce qui la reçoit, à savoir la bague extérieure30.
Un premier jeu radialJ1est assuré entre la tête63de la vis60et les parois latérales du chambrage du trou de logement70qui la reçoit en position de fixation. Un autre jeu radialJ2est assuré entre le corps64de la vis60et l’alésage de la bague extérieure30qu’il traverse.
Lors de la fixation du bouchon50avec la bague extérieure30, du fait que l’organe de maintien60s’étend suivant un axe de fixation V configuré oblique par rapport à l’axe d’obturation W du bouchon50, la position du bouchon50suivant sa composante radiale par rapport à l’axe de référence X de l’assemblage10est parfaitement maitrisé car non contraint par la précision du positionnement de l’organe de maintien60du fait des jeux j, j1et j2. Le serrage de la vis60a pour effet de plaquer le bouchon50et sa portion d’arrêt56axialement par rapport à l’axe d’obturation W contre la surface d’arrêt42du trou de remplissage40.
Le blocage du bouchon50suivant la composante axial X de l’assemblage est quant à lui assuré par la coopération juste de la portion de centrage55du bouchon50avec la surface de centrage41.
Le bouchon50recevant la vis60est bloqué par elle en rotation autour de son axe d’obturation W, du fait de l’orientation des axes V de la vis60et de l’orientation du trou de logement70.
Par ailleurs, bien qu’un jeu existe entre la vis60et la pièce qui la reçoit, à savoir ici la bague extérieure30, la configuration de l’assemblage tel que décrit ici bloque toute translation radiale du bouchon50dans le trou de logement40. Ce blocage est complété par la surface d’appui42 sur laquelle vient buter le bouchon50dont l’axe de révolution colinéaire à l’axe W est disposé oblique par rapport à l’axe V de la vis60. La surface d’appui42accueille en butée le bouchon50le long de son contour assurant une stabilité évitant tout déplacement une fois plaqué par la vis60. L’axe de révolution de la surface d’appui42, colinéaire à l’axe W, est en outre oblique par rapport à l’axe de référence X.
Grâce à une telle configuration, le bouchon50peut être positionné de manière précise et la reproductibilité de son positionnement est assuré en garantissant que la face52du bouchon50se positionne en continuité avec le chemin de roulement32dans sa position assemblée d’obturation.
Dans ce mode de réalisation, face52du bouchon50forme une continuité de l’un des chemins de roulement32a,32b, à savoir le chemin de roulement32a, en particulier sur toute sa largeur.
Les figures 3 et 4 illustrent des vues en coupe d’un assemblage pour un roulement selon deux autres modes de réalisation.
En particulier, l’assemblage illustré sur la figure 3 diffère essentiellement du premier mode de réalisation en ce que la surface d’arrêt42est plane s’étendant de manière annulaire et orthogonale à l’axe d’obturation du trou de remplissage40, et non plus tronconique.
Par ailleurs, l’assemblage illustré sur la figure 4 diffère essentiellement du deuxième mode de réalisation en ce que la fixation des deux pièces complémentaires30,50est ici inversée, l’organe de maintien60ayant été positionné dans une direction opposée.
Ainsi, en référence à la figure 4, l’organe de maintien60traverse le trou de logement70formé dans l’une des deux pièces complémentaires30,50qui est ici le bouchon50, pour venir s’ancrer dans un ancrage80formé dans l’autre des deux pièces complémentaires50,30, qui est la bague extérieure30.
L’organe de maintien60est également une vis et présente une tête63qui est configurée pour venir se loger dans le trou de logement70, en butée contre un épaulement71du bouchon50. La bouchon50comprend un chambrage destinée à recevoir la tête63de vis et dont le fond du chambrage correspond à l’épaulement71dudit bouchon50formant butée de la vis en position de fixation.
Le corps64de la vis60s’étend à partir de sa tête63vers une deuxième extrémité62, opposée à la première extrémité61, et qui est pourvu d’un tronçon d’ancrage65configuré pour venir s’ancrer de façon réversible dans l’ancrage80de la bague30extérieure. Entre sa tête63et son ancrage, le corps64 de la vis60traverse un alésage traversant du bouchon50, l’alésage débouchant d’une part sur le fond du chambrage formant l’épaulement71et, d’autre part, en regard de l’ancrage80de la bague30en position de fixation.
La configuration de la surface de centrage41et de la surface d’arrêt42est similaire à celle de la figure 3.
De même, un premier jeuJ1est assuré entre la tête63de la vis60et les parois latérales du chambrage du trou de logement70du bouchon50qui la reçoit en position de fixation et un deuxième jeuJ2est assuré entre le corps64de la vis60et l’alésage du bouchon50qu’il traverse.
Les figures 5 à 7 illustrent un assemblage pour un roulement selon un quatrième mode de réalisation qui diffère des précédents en ce que les corps roulants21sont des billes. Les chemins de roulement annulaires32,92, formés respectivement sur les deux bagues de roulement30,90présentent chacun une forme adaptée à ces corps roulants.
La bague extérieure30présente sur sa face radiale31annulaire intérieure en regard de l'axe de référence X, un chemin de roulement32annulaire extérieur formé en creux. De même, est formé en creux un chemin de roulement92sur une pièce90formant bague intérieure et pourvue d'un seul chemin de roulement92situé en vis-à-vis du chemin de roulement32de la bague30et des billes21sont disposées entre les chemins de roulement32,92.
Les chemins de roulement32,92ont chacun en coupe axiale un profil en ogive constitué de deux arcs de cercle (32a’,32b’s’agissant du chemin de roulement32) l'intersection des deux arcs définissant le fond de chemin, chaque arc de cercle s'étendant de préférence sur un secteur angulaire d'au moins 60 °, mais avantageusement supérieur à 75 ° du fond de chemin jusqu'au rebord correspondant. La distance entre les centres des arcs de cercle est très faible. C'est la raison pour laquelle sur la figure 7, la section en ogive semble se confondre avec une section en arc de cercle.
L'espace entre les chemins de roulement32,92est destiné à être occupé par des billes21de rayon légèrement inférieur à celui de leurs logements.
Pour insérer les billes21dans le volume annulaire constitué entre les chemins de roulement32,92formant ensemble l’espace de roulement, est prévu un trou de remplissage40de direction W parallèle à l'axe de référence X qui forme une communication entre l’espace de roulement22et le milieu extérieur. Dans cet exemple de réalisation, le trou de remplissage40est formé sur la bague30extérieure et débouche axialement d'une part au niveau du chemin de roulement32et d'autre part sur une face transversale de la bague30extérieure. Par ailleurs, le trou de remplissage40est ouvert du coté radial intérieur sur le volume cylindrique destiné à recevoir la bague intérieure90. En section transversale, la paroi délimitant le trou de remplissage40a une section en arc de cercle d'angle de préférence supérieur à 180° et avantageusement supérieure à 200°, et de diamètre légèrement supérieur au diamètre des billes21, de manière à ce que les billes21insérées dans le trou de remplissage40ne puissent s'en échapper par l'ouverture radiale intérieure.
Le trou de remplissage40est obturé par le bouchon50. Le bouchon50est pourvu d'une face52de roulement tournée vers l’espace de roulement22qui est placée en continuité avec le chemin de roulement32en position assemblée d’obturation dudit bouchon50.
Un trou de logement70traversant le bouchon50permet la fixation réversible du bouchon50sur la bague30extérieure dans le trou de remplissage40au moyen d'une vis60traversant le trou de logement70dont un filetage formant tronçon d’ancrage65est configuré pour venir se visser dans un trou taraudé formant ancrage80ménagé dans la bague30extérieure. Le bouchon50comprend un chambrage destinée à recevoir la tête63de vis et dont le fond du chambrage correspond à un épaulement71dudit bouchon50formant butée de la vis60en position de fixation.
Entre sa tête63et son ancrage, le corps64de la vis60traverse un alésage traversant du bouchon50, l’alésage débouchant d’une part sur le fond du chambrage formant l’épaulement71et, d’autre part, en regard de l’ancrage80de la bague30en position de fixation.
L’organe de maintien60, de même que le trou de logement70correspondant, s’étend suivant un axe de fixation V oblique d’environ 45 degrés par rapport à l’axe de référence X, et par rapport à l’axe d’obturation W du bouchon50qui est parallèle à l’axe de référence X.
Le bouchon50présente en section une paroi cylindrique convexe sur un secteur angulaire tournée radialement vers l'extérieur formant portion de centrage55et épousant une surface de centrage41portée par la paroi correspondante du trou de remplissage40. La surface de centrage41présente une enveloppe cylindrique s’étendant sur un secteur angulaire dont l’axe de révolution de l’enveloppe cylindrique est confondu avec l’axe d’obturation W, la génératrice étant parallèle à l’axe d’obturation W.
Le bouchon50présente également une paroi concave portant la face52de roulement dudit bouchon50et épousant une enveloppe cylindrique centrée sur l'axe de référence X, de manière à ce que le bouchon50ne fasse pas saillie radialement vers l'intérieur dans l'espace cylindrique réservé pour la bague90intérieure, en particulier l’enveloppe de cette zone se situe dans le prolongement du diamètre intérieur de la bague extérieure30pour respecter le jeu inter-bagues.
Le fond du bouchon52est conformé de manière à être en continuité avec le chemin de roulement32de manière à constituer ensemble une surface de révolution sans discontinuité pour un roulement optimal des billes21.
Le trou de remplissage40présente en outre une surface d’arrêt42en translation axiale du bouchon50par rapport à l’axe d’obturation W. Cette surface d’arrêt42s’étend dans un plan orthogonal à l’axe de référence X du roulement20. Une portion d’arrêt56du bouchon50vient buter contre cette surface d’arrêt42en position d’obturation.
La surface de centrage41est située à l’extrémité extérieure du trou de remplissage40. La surface d’arrêt42s’étend orthogonalement par rapport à l’axe d’obturation W, entre la surface de centrage41et l’extrémité intérieure du trou de remplissage40débouchant dans l’espace de roulement22, la surface de centrage41et la surface d’arrêt42étant contigües formant, un angle droit (voir la figure 7). Le profil en V, ici d’angle droit, formé entre la surface de centrage41et la surface d’arrêt42, peut comporter en son angle une gorge ou un rayon de raccord (non illustrée sur les figures) de sorte à ce que la précision de l’usinage du bouchon ne constitue pas un obstacle à son bon positionnement contre les surfaces de centrage41et d’arrêt42évitant un assemblage hyperstatique.
La pièce formant bague intérieure90est en outre pourvue d'une gorge95de faible profondeur s'étendant axialement du chemin de roulement92vers l'extérieur.
Pour monter le roulement, le bouchon50étant démonté, on positionne tout d'abord la bague30extérieure par rapport à la pièce intérieure90de manière à constituer un espace annulaire intercalaire de roulement entre les chemins de roulement32,92, la gorge95se trouvant dans le prolongement du trou de remplissage40. De manière remarquable, la gorge95est conformée de telle manière qu'un espace suffisant pour le passage des billes21soit préservé entre les parois de la gorge95et celles trou de remplissage40. On insère donc les billes21dans l'espace de roulement par le trou de remplissage40parallèlement à l'axe de référence X et positionné face à la gorge95. Une fois les billes21insérées, il reste à refermer le trou de remplissage40à l'aide du bouchon50et à fixer ce dernier à l'aide de la vis60.
De façon similaire au mode de réalisation de la figure 4, un premier jeuJ1est assuré entre la tête63de la vis60et les parois latérales du chambrage du trou de logement70du bouchon50qui la reçoit en position de fixation et un deuxième jeuJ2est assuré entre le corps64de la vis60et l’alésage du bouchon50qu’il traverse.
Ces jeuxJpermettent de garantir un degré de liberté radial entre la vis60et la pièce recevant la tête de vis63formée par le bouchon50évitant ainsi l’assemblage hyperstatique du bouchon50dans le trou de remplissage40dans sa position d’obturation.
Dans cette position, la face52du bouchon50forme une continuité de l’un des deux arcs de cercle, en particulier l’arc de cercle32b’sur toute sa largeur.
Grâce à ces caractéristique, un positionnement hyperstatique du bouchon est évité et son parfait positionnement garanti. En outre, les manipulations du bouchon lors des opérations d’assemblage sont plus simples et plus rapides et ne nécessitent pas d’être mises en œuvre par des opérateurs avec une formation spécifique. Enfin, un tel bouchon peut être facilement fabriqué de façon automatisée ce qui diminue également le coût de revient de l’assemblage.
Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Claims (14)

  1. Assemblage (10) pour roulement (20), comprenant une bague (30) définissant un axe géométrique de référence (X) et présentant une face radiale (31) annulaire sur laquelle est formé au moins un chemin de roulement (32), un trou de remplissage (40) mettant en communication le milieu extérieur avec le chemin de roulement (32), le trou de remplissage (40) ayant une section intérieure permettant le passage de corps roulants (21) depuis l'extérieur de la bague (30) jusqu'à la face radiale annulaire (31), et un bouchon (50) configuré pour obturer le trou de remplissage (40) selon un axe d’obturation (W), le bouchon (50) présentant une face (52) en continuité avec le chemin de roulement (32) en position assemblée d’obturation, la bague (30) et le bouchon (50) logé dans le trou de remplissage (40) constituant deux pièces complémentaires de l’assemblage fixées l’une à l’autre de manière réversible par un organe de maintien (60) s’étendant suivant un axe de fixation (V) oblique par rapport à l’axe d’obturation (W) du bouchon (50) et traversant un trou de logement (70) formé dans une première des deux pièces complémentaires (30, 50) pour s’ancrer dans un ancrage (80) formé dans une deuxième des deux pièces complémentaires (50, 30), l’organe de maintien (60) présentant :
    • à une première extrémité (61), une tête (63) configurée pour venir se loger dans le trou de logement (70), en butée contre un épaulement (71) du trou de logement (70), et
    • un corps (64) pourvu, à une deuxième extrémité (62) de l’organe de maintien (60) opposée à la première extrémité (61), d’un tronçon d’ancrage (65) configuré pour venir s’ancrer de façon réversible dans l’ancrage (80) de la deuxième des deux pièces complémentaires (50, 30),
    le trou de remplissage (40) présentant au moins une surface de centrage (41) ayant pour enveloppe une surface de révolution ayant un axe de révolution confondu avec l’axe d’obturation (W) et une génératrice parallèle à l’axe d’obturation (W) et une surface d’arrêt (42) en translation axiale du bouchon (50) par rapport à l’axe d’obturation (W), l’assemblage (10) présentant un jeu radial (J, J1, J2) par rapport à l’axe de fixation (V) entre l’organe de maintien (60) et le trou de logement (70) de la première des deux pièces complémentaires (30, 50) de sorte à permettre un degré de liberté radial entre l’organe de maintien (60) et la première des deux pièces complémentaire (30, 50).
  2. Assemblage (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de centrage (41) et la surface d’arrêt (42) sont contigües.
  3. Assemblage (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’axe d’obturation (W) est disposé de sorte qu’il présente une composante axiale et radiale par rapport à la bague (30).
  4. Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de maintien (60) est unique.
  5. Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de maintien (60) est une vis, l’axe de fixation (V) et l’axe obturation (W) formant de préférence un angle sensiblement égale à 45 degrés.
  6. Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de centrage (41) et/ou la surface d’arrêt (42) forment chacune au moins une portion de surface de révolution, la surface de centrage (41) étant de préférence cylindrique d’axe coaxial à l’axe d’obturation (W).
  7. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la face radiale annulaire (31) forme deux chemins de roulement (32a, 32b), l'assemblage comprenant en outre une pièce (90) pourvue de deux chemins de roulement (92a, 92b) situés en vis-à-vis des chemins de roulement (32a, 32b) de la bague (30) et des corps roulants (21) de forme cylindrique, disposés de manière alternée sur l'une et l'autre des paires de chemins de roulement (32a, 32b, 92a, 92b) en vis-à-vis.
  8. Assemblage (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face radiale (31) annulaire forme deux chemins de roulement (32a, 32b) de surface plane ayant en section axiale un profil en V formant un angle (33) de sensiblement 90 degrés.
  9. Assemblage (10) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le profil en V comporte en son angle (33) une gorge centrale (34).
  10. Assemblage (10) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la face (52) du bouchon (50) en continuité avec le chemin de roulement (32) en position assemblée d’obturation forme une continuité d'un des chemins de roulement (32a, 32b) sur toute sa largeur.
  11. Assemblage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la face radiale (31) annulaire forme un seul chemin de roulement (32), l'assemblage comprenant en outre une pièce (90) pourvue d'un seul chemin de roulement (92) situé en vis-à-vis du chemin de roulement (32) de la bague (30) et des billes (21), disposées entre les chemins de roulement (32, 92).
  12. Assemblage (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le chemin de roulement (32) a une section axiale formant un profil en ogive constitué de deux arcs de cercle (32a’, 32b’), la face (52) du bouchon (50) formant une continuité d'un des deux arcs de cercle (32a’, 32b’) sur toute sa largeur.
  13. Assemblage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (30) est une bague extérieure.
  14. Assemblage (10) selon la revendication 7 ou 11, caractérisé en ce que la pièce (90) constitue une deuxième bague, de préférence une bague intérieure.
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US4906113A (en) * 1988-07-27 1990-03-06 Quintette Coal Limited Slew ring bearing
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EP2988011A1 (fr) * 2014-08-21 2016-02-24 NTN-SNR Roulements Système de bouchage pour une bague de roulement, bague pour roulement comprenant un tel système et roulement comprenant une telle bague

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