FR3109614A1 - Dispositif de distribution de graisse pour roulements - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une unité formant roulement (10) pourvue d’une bague radialement extérieure (11) comportant une rainure d’assemblage (18), de deux bagues radialement intérieures (12, 13), de deux séries de corps roulants (16) interposées entre la bague radialement extérieure (11) et les bagues radialement intérieures (12, 13) et définissant entre elles un premier réservoir de graisse interne (25), la rainure (18) se trouvant dans une position axialement intermédiaire par rapport aux deux bagues radialement intérieures (12, 13), et d’un dispositif de distribution de graisse (40) placé à l’intérieur de la rainure (18) de la bague radialement extérieure (11) et étant quant à lui pourvu d’un second réservoir de graisse (31) formé à l’intérieur de la bague radialement extérieure (11) et communiquant avec le premier réservoir (25) par le biais de la rainure (18), et d’une paroi de retenue perméable (32) placée à l’intérieur de la rainure (18) de façon à retenir la graisse à l’intérieur du second réservoir (31) et à lui permettre de s’écouler hors de celui-ci en direction du premier réservoir (25) lors du fonctionnement de l’unité formant roulement (10), pour la distribuer ainsi d’une manière contrôlée. Figure 1

Description

Dispositif de distribution de graisse pour roulements
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un dispositif de distribution de graisse pour un roulement. Plus particulièrement, le dispositif est approprié pour retenir la graisse, puis la distribuer au cours du cycle de travail du roulement.
La présente invention est particulièrement appropriée dans le secteur ferroviaire où les roulements utilisés présentent de grandes dimensions, avec un orifice intérieur mesurant entre 90 et 160 mm. La présente invention est, toutefois, applicable à tous les secteurs technologiques, d’autres exemples d’application non limitatifs étant le secteur des véhicules à moteur ou le secteur des énergies renouvelables. L’invention a été conçue pour une utilisation dans des roulements pourvus de rouleaux, en particulier d’une double rangée de rouleaux, le dispositif pouvant être installé au centre entre les deux rangées de rouleaux et agissant comme un dispositif de distribution de graisse. Ces applications comprennent à la fois le cas dans lequel la bague intérieure du roulement est en rotation, tandis que la bague extérieure du roulement est fixe, et le cas inverse. Le dispositif de distribution peut, dans tous les cas, également être utilisé dans une position latérale par rapport aux rangées de corps roulants et pour d’autres types de roulements.
État de la technique antérieur
Comme on le sait, tout type de roulement nécessite un graissage approprié dans les conditions de fonctionnement de sa vie utile. Habituellement, les types de graisse utilisés sont à base d’huile minérale épaissie avec du savon de lithium, qui a de bonnes stabilité thermique, résistance à l’oxydation et résistance mécanique ainsi que d’excellentes propriétés de résistance à l’eau et à la rouille.
Par exemple, dans le cas de roulements comportant une double rangée de corps roulants, la graisse est habituellement introduite dans la zone centrale entre les deux rangées. Lors du fonctionnement du roulement, la graisse se déplace entre les diverses parties du roulement d’une manière totalement aléatoire, en raison de nombreux facteurs, dont la plupart ne peuvent être contrôlés. En conséquence, souvent, des zones nécessitant un graissage plus important ne reçoivent que de petites quantités de graisse et ont tendance à s’user plus rapidement, tandis que, d’autre part, la graisse s’accumule dans des zones nécessitant un moindre graissage, ce qui se traduit par des fuites indésirables du fait du frottement.
Des dispositifs de distribution de graisse ou des cartouches de graissage sont connus, dans lesquels l’objectif est de retenir la graisse, en créant une sorte d’obstacle à son écoulement libre, et de la distribuer d’une manière suffisamment contrôlée durant le fonctionnement du roulement. Par exemple, le document US 5,803,616 décrit un dispositif de distribution de graisse installé sur la bague extérieure du roulement, interposé entre deux rangées de rouleaux coniques et comportant un réservoir central annulaire délimité dans la direction axiale par une structure en nid d’abeilles qui, bien qu’il soit d’une part capable de retenir efficacement la graisse et permette d’autre part la distribution de la graisse, non seulement doit être soumis à l’action d’une force centrifuge, mais également occupe un espace axial considérable entre les deux rangées de rouleaux coniques, ce qui limite grandement son champ d’application.
La présente invention a pour objet de fournir un dispositif de distribution de graisse qui remédie aux inconvénients des dispositifs connus.
La présente invention concerne un dispositif de distribution de graisse pour roulements présentant les caractéristiques suivantes.
L’invention concerne une unité formant roulement comprenant une bague radialement extérieure pourvue d’une rainure d’assemblage, deux bagues radialement intérieures, une série de corps roulants pour chaque bague radialement intérieure, interposée entre la bague radialement extérieure et la bague radialement intérieure correspondante et définissant avec l’autre série de corps roulants un premier réservoir de graisse interne. L’unité comprend également un dispositif de distribution de graisse placé à l’intérieur de la rainure de la bague radialement extérieure.
Conformément à l’invention la rainure se trouve dans une position axialement intermédiaire par rapport aux deux bagues radialement intérieures et en ce que le dispositif de distribution comprend :
- un second réservoir de graisse formé sur le côté intérieur de la bague radialement extérieure et communiquant avec le premier réservoir par le biais de la rainure ; et
- une paroi de retenue perméable placée à l’intérieur de la rainure de façon à retenir la graisse à l’intérieur du second réservoir et à lui permettre de s’écouler hors de celui-ci en direction du premier réservoir lors du fonctionnement de l’unité formant roulement, pour la distribuer ainsi d’une manière contrôlée.
Selon un autre aspect de l’invention, la paroi de retenue perméable est définie par une jante cylindrique placée à l’intérieur de la rainure et comporte une pluralité d’éléments de passage présentant des dimensions compatibles avec les caractéristiques de la graisse à l’intérieur des premier et second réservoirs.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdits éléments de passage sont des trous débouchants, de préférence de forme circulaire, répartis le long de la jante cylindrique.
Selon un autre mode de réalisation particulier, les trous débouchants sont répartis de manière uniforme, sur chaque moitié de la jante cylindrique, en au moins deux rangées qui sont espacées l’une de l’autre dans la direction axiale d’une distance inférieure à une dimension d’une ouverture desdits trous.
Selon un autre mode de réalisation particulier, les trous d’une rangée sont espacés angulairement des trous de l’autre rangée, les deux rangées étant davantage serrées axialement vers la ligne médiane de la jante cylindrique.
Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de distribution comprend une cloison de renfort annulaire située axialement le long de la ligne médiane de la paroi de retenue perméable ; la jante cylindrique et la cloison présentent des épaisseurs respectives S1, S2, qui sont grandement similaires l’une à l’autre afin d’optimiser leur poids sans nuire à leur rigidité.
Selon un mode de réalisation particulier, l’épaisseur S1 de la jante cylindrique et sa largeur axiale totale L2 correspondent à une profondeur radiale R de la rainure et, respectivement, à une largeur axiale L3 de ladite rainure à la fois pour garantir un assemblage par emboîtement élastique du dispositif à l’intérieur de la rainure et pour limiter les dimensions radiale et, en particulier, axiale du dispositif de distribution.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la cloison annulaire s’étend radialement à l’intérieur du réservoir qui est délimité axialement par deux cages servant à retenir les deux séries de rouleaux coniques et présente une longueur radiale essentiellement égale à la moitié de la largeur axiale L2 de la jante au plus superposée radialement avec lesdites cages, et une épaisseur axiale S2 faisant qu’elle reste axialement espacée des deux cages.
Brève description des figures
L’invention va maintenant être décrite en se reportant aux dessins joints qui illustrent un exemple non limitatif de mode de réalisation de celle-ci, dans lesquels :
est une vue en coupe axiale d’un roulement comportant une double rangée de rouleaux, pourvu d’un mode de réalisation préféré d’un dispositif de distribution de graisse selon la présente invention ;
est une vue en coupe axiale à plus grande échelle d’un détail de la ;
représente, à plus grande échelle, une vue rapprochée d’un premier détail de la ; et
représente, à plus grande échelle, une vue rapprochée d’un second détail de la .
Description détaillée de l’invention
En se reportant à la , 10 indique une unité formant roulement dans son intégralité qui a un axe X de rotation et comprend :
- une bague extérieure 11 fixe ;
- une paire de bagues intérieures 12, 13 rotatives disposées axialement en série le long de l’axe X radialement du côté intérieur de la bague extérieure 11 ;
- une double série de corps roulants 16, dans cet exemple des rouleaux coniques, interposés entre la bague extérieure 11 et les bagues intérieures 12, 13 ; et
- pour chaque série de rouleaux coniques 16, une cage 15 servant à maintenir lesdits rouleaux coniques 16 dans leurs sièges et dans une position angulairement équidistante les uns vis-à-vis des autres.
Chaque cage 15 comprend :
- pour chaque rouleau conique 16, une cavité 21 destinée à contenir le rouleau conique 16 correspondant ;
- pour chaque cavité 21, une pièce transversale de séparation 22 parallèle à l’axe X et disposée entre chaque cavité 21 et la cavité 21 immédiatement adjacente, et
- deux bords latéraux 23 et 24 transversaux à l’axe X et faisant partie intégrante de la pièce transversale 22 associée et de la pièce transversale 22 de la cavité 21 adjacente, le bord 23 de ceux-ci étant disposé axialement du côté intérieur du bord 24 de la cage 15 associée et faisant face axialement au bord 23 de la cage 15 de l’autre série de rouleaux coniques 16 définissant un réservoir annulaire 25 qui est essentiellement rempli de lubrifiant, habituellement une graisse à base d’huile minérale épaissie avec du savon de lithium, de façon à assurer un graissage adéquat lors du fonctionnement de l’unité formant roulement 10.
L’unité formant roulement 10 comprend en outre une entretoise 17 interposée axialement entre les bagues intérieures 12, 13 et la bague extérieure 11, qui dans la présente invention est conçue pour être fixe tandis que les bagues intérieures 12, 13 sont rotatives, et est pourvue :
- pour chaque série de rouleaux coniques 16, d’un chemin de roulement 11a conique respectif présentant axialement une section décroissante en direction de l’intérieur de ladite unité formant roulement 10, et
- d’une rainure annulaire 18, se trouvant dans une position radialement du côté extérieur de l’entretoise centrale 17, c'est-à-dire dans une position axialement intermédiaire entre les deux chemins de roulement 11a, à l’endroit où la distance radiale entre les deux chemins de roulement 11a et l’entretoise centrale 17 atteint une valeur minimale.
Il convient de se rappeler, cependant, que la présente invention peut, dans tous les cas, s’appliquer au cas inverse, à savoir une unité formant roulement 10 comportant des bagues intérieures 12, 13 fixes et une bague extérieure 11 rotative.
Selon la présente invention et selon ce qui est également représenté sur la , l’unité formant roulement 10 comprend en outre un dispositif de distribution de graisse 30 qui est placé à l’intérieur de ladite unité formant roulement 10 dans une position intermédiaire entre les deux séries de rouleaux coniques 16 et qui comprend quant à lui :
- un réservoir auxiliaire 31 annulaire formé sur le côté intérieur de la bague extérieure 11 s’étendant à partir de la rainure annulaire 18 ;
- une jante cylindrique 32 radialement extérieure installée par emboîtement élastique ou pression à l’intérieur de la rainure 18 de façon à agir comme une paroi de retenue pour le réservoir 31 et à délimiter le réservoir 31 radialement vers l’intérieur et en direction de l’axe X ; et
- une paroi saillante annulaire 32, qui est perpendiculaire à l’axe X et fait partie intégrante de la jante 32, à partir de laquelle elle s’étend radialement en direction de l’axe X sur une distance radiale égale à une largeur axiale L1 interceptée des deux côtés sur la jante cylindrique 32 elle-même. La paroi saillante annulaire 33 agit comme une cloison de renfort de la jante cylindrique 32 et est disposée le long de la ligne médiane axiale de ladite jante cylindrique 32.
La jante cylindrique 32 et la paroi annulaire 33 peuvent être composées de matériaux différents, mais sont de préférence composées de plastique, et présentent des épaisseurs, respectivement S1 et S2, qui sont grandement similaires l’une à l’autre de façon à optimiser leur poids sans nuire à leur rigidité. De plus, l’épaisseur radiale S1 de la jante cylindrique 32 et sa largeur axiale totale L2, égale au double de la largeur axiale L1 interceptée par la paroi saillante annulaire 33 de chaque côté de la jante 32, correspondent toutes les deux à une profondeur radiale R de la rainure 18 et une largeur axiale L3 de ladite rainure 18, non seulement pour garantir un assemblage parfait, par emboîtement élastique ou pression, du dispositif 30 à l’intérieur de ladite rainure 18, mais également pour limiter autant que possible les dimensions radiale et, en particulier, axiale du dispositif de distribution 30.
La paroi saillante 33 s’étend radialement en direction de l’entretoise 17 du côté intérieur du réservoir axial 25 défini par les deux bords 23 des cages 15, mais le volume que représente cette paroi 33 à l’intérieur de l’unité formant roulement 10 est vraiment petit puisque sa longueur radiale, qui, comme mentionné ci-dessus, est essentiellement égale à la largeur axiale L1, lui permet d’être disposée de façon à être à peine superposée radialement avec lesdits bords 23, tandis que son épaisseur S2 fait que la paroi saillante 33 est maintenue axialement sensiblement espacée des deux bords 23.
Selon ce qui est illustré en outre en détail sur les Figures 3 et 4, le dispositif de distribution de graisse 30 comprend une pluralité de trous débouchants 34 formés à travers la jante cylindrique 32 de façon à rendre la jante 32 perméable et à relier, par le biais de la rainure 18, le réservoir 25 au réservoir auxiliaire 31 qui, au début de la vie utile de l’unité formant roulement 10, est également rempli du même lubrifiant dont le réservoir 25 est essentiellement rempli. Au cours de la vie utile de l’unité formant roulement 10, la graisse présente à l’intérieur du réservoir 25 peut se déplacer entre les diverses parties de l’unité formant roulement 10 d’une manière essentiellement aléatoire et en raison de nombreux facteurs, dont la plupart ne peuvent être contrôlés, de sorte qu’il est nécessaire de réaliser des opérations d’entretien et de rajout de graisse. Avec le dispositif de distribution de graisse 30 selon la présente invention, non seulement il est possible d’augmenter la quantité de graisse présente au début de la vie utile de l’unité formant roulement 10 avec la quantité se trouvant dans le réservoir auxiliaire 31, mais la graisse peut également être retenue à l’intérieur dudit réservoir 31 et avoir la possibilité de s’écouler hors de celui-ci lors du fonctionnement de l’unité formant roulement 10, pour être ainsi distribuée avec le meilleur contrôle possible. De plus, le remplissage du réservoir 25 avec une quantité excessive de graisse se traduit par un déplacement consécutif de la graisse de lubrification entre les diverses parties de l’unité formant roulement 10, qui est encore plus aléatoire, ainsi que, par conséquent, par une augmentation indésirable de la température de fonctionnement de l’unité formant roulement 10. En adoptant le réservoir 31, c'est-à-dire le dispositif 10, il est donc possible de réguler encore mieux la quantité initiale de graisse à introduire dans l’unité formant roulement 10 au début de sa vie utile, ce qui prolonge davantage ladite vie utile et maintient une performance optimale de ladite unité formant roulement 10.
Afin de réguler l’action de distribution et en fonction à la fois des conditions de fonctionnement de l’unité formant roulement 10 et du type de graisse de lubrification, les trous 34 peuvent présenter des formes différentes et une distribution différente le long de la jante 32.
En particulier, dans l’exemple préféré de mode de réalisation du dispositif 40 de la présente invention, les trous 34 présentent une section transversale circulaire et, pour chaque partie latérale 32a de la jante 32 définie par la paroi 33, sont répartis de manière uniforme en deux rangées 35 espacées l’une de l’autre dans la direction axiale d’une distance inférieure à une dimension d’un diamètre ou d’une ouverture desdits trous 34, les trous 34 d’une rangée 35 étant espacés angulairement des trous de l’autre rangée 35, et les deux rangées 35 étant davantage serrées axialement vers la paroi 33.
La distance axiale entre les deux rangées 35, ainsi que la dimension des diamètres des trous 34, et également la forme éventuelle elle-même des trous 34 peuvent présenter différentes formes et une distribution différente, et la jante 32 et la paroi 33 peuvent également être composées de différents matériaux. Selon un exemple de mode de réalisation de l’invention, qui n’est pas illustré, mais qui peut aisément être déduit de la description faite jusqu’ici, pour chaque partie de la jante 32, il peut également y avoir deux, trois séries de trous 34 ou plus et une augmentation des séries de trous 34 peut aussi s’accompagner d’une réduction de leurs dimensions en fonction également de la graisse qui peut être utilisée avec le dispositif de distribution 10.
Dans tous les cas, la fonction du dispositif de distribution 40 est de retenir intérieurement la graisse, à savoir à l’intérieur du réservoir auxiliaire 31 et de lui permettre de s’écouler hors de celui-ci à travers la jante 32, qui constitue une paroi de retenue perméable, lors du fonctionnement de l’unité formant roulement 10, pour la distribuer ainsi avec le meilleur contrôle possible.
Dans les figures jointes, le dispositif de distribution est appliqué à une unité formant roulement comportant des rouleaux coniques et est installé dans une position centrale entre les deux rangées de rouleaux coniques, mais on comprendra qu’un tel dispositif selon la présente invention pourrait également être installé latéralement par rapport à l’une des rangées ou aux deux rangées de rouleaux coniques.
De plus, bien que le dispositif de distribution ait été représenté en combinaison avec un roulement à rouleaux coniques, le même dispositif, selon la présente invention, peut également être utilisé avec d’autres types différents de roulements, qu’il s’agisse de roulements comportant une rangée simple ou double de corps roulants, ou que les corps roulants soient du type billes, rouleaux ou autres. Plus généralement, on comprendra que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés ici, qui doivent être considérés comme des exemples de l’unité. Il se peut que l’homme de l’art soit en mesure d’apporter divers changements aux fonctions et à la configuration des éléments décrits dans l’exemple de mode de réalisation sans s’éloigner, ce faisant, de la portée de l’invention telle que définie dans les revendications jointes et leurs équivalents.

Claims (8)

  1. Unité formant roulement (10) comprenant une bague radialement extérieure (11) pourvue d’une rainure d’assemblage (18), deux bagues radialement intérieures (12, 13), une série de corps roulants (16) pour chaque bague radialement intérieure (12, 13), interposée entre la bague radialement extérieure (11) et la bague radialement intérieure (12, 13) correspondante et définissant avec l’autre série de corps roulants (16) un premier réservoir de graisse interne (25), et un dispositif de distribution de graisse (40) placé à l’intérieur de la rainure (18) de la bague radialement extérieure (11), et caractérisée en ce que, en combinaison, la rainure (18) se trouve dans une position axialement intermédiaire par rapport aux deux bagues radialement intérieures (12, 13) et en ce que le dispositif de distribution (40) comprend :
    - un second réservoir de graisse (31) formé sur le côté intérieur de la bague radialement extérieure (11) et communiquant avec le premier réservoir (25) par le biais de la rainure (18) ; et
    - une paroi de retenue perméable (32) placée à l’intérieur de la rainure (18) de façon à retenir la graisse à l’intérieur du second réservoir (31) et à lui permettre de s’écouler hors de celui-ci en direction du premier réservoir (25) lors du fonctionnement de l’unité formant roulement (10), pour la distribuer ainsi d’une manière contrôlée.
  2. Unité formant roulement (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi de retenue perméable (32) est définie par une jante cylindrique (32) placée à l’intérieur de la rainure (18) et comporte une pluralité d’éléments de passage (34) présentant des dimensions compatibles avec les caractéristiques de la graisse à l’intérieur des premier et second réservoirs (25, 31).
  3. Unité formant roulement (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments de passage (34) sont des trous débouchants (34), de préférence de forme circulaire, répartis le long de la jante cylindrique (32).
  4. Unité formant roulement (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les trous débouchants (34) sont répartis de manière uniforme, sur chaque moitié de la jante cylindrique (32), en au moins deux rangées (35) qui sont espacées l’une de l’autre dans la direction axiale d’une distance inférieure à une dimension d’une ouverture desdits trous (34).
  5. Unité formant roulement (10) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les trous (34) d’une rangée (35) sont espacés angulairement des trous (34) de l’autre rangée (35), les deux rangées (35) étant davantage serrées axialement vers la ligne médiane de la jante cylindrique (32).
  6. Unité formant roulement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de distribution (40) comprend une cloison de renfort annulaire (33) située axialement le long de la ligne médiane de la paroi de retenue perméable (32) ; la jante cylindrique (32) et la cloison (33) présentent des épaisseurs respectives (S1, S2) qui sont grandement similaires l’une à l’autre afin d’optimiser leur poids sans nuire à leur rigidité.
  7. Unité formant roulement (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l’épaisseur (S1) de la jante cylindrique (32) et sa largeur axiale totale (L2) correspondent à une profondeur radiale (R) de la rainure (18) et, respectivement, à une largeur axiale (L3) de ladite rainure (18) à la fois pour garantir un assemblage par emboîtement élastique du dispositif (30) à l’intérieur de la rainure (18) et pour limiter les dimensions radiale et, en particulier, axiale du dispositif de distribution (30).
  8. Unité formant roulement (30) selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cloison annulaire (33) s’étend radialement à l’intérieur du réservoir (25) qui est délimité axialement par deux cages (15) servant à retenir les deux séries de rouleaux coniques (16) et présente une longueur radiale essentiellement égale à la moitié de la largeur axiale (L2) de la jante (32) au plus superposée radialement avec lesdites cages (15), et une épaisseur axiale (S2) faisant qu’elle reste axialement espacée des deux cages (15).
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