Dispositif de galet à roulement instrumenté. Roller device with instrumented bearing.
La présente invention concerne un dispositif de galet à roulement instrumenté. Un galet comprend généralement une partie fixe montée sur un support et une partie mobile montée en rotation libre sur la partie fixe et destinée à venir en contact avec un élément extérieur tout en exerçant un effort d' appui sur ledit élément. La partie extérieure peut venir en contact par exemple avec une courroie, un rail ou un tambour. Le dispositif de galet à roulement peut être utilisé comme un dispositif tendeur, par exemple dans le cas d'une courroie, ou un dispositif de guidage.The present invention relates to an instrumented roller roller device. A roller generally comprises a fixed part mounted on a support and a mobile part mounted in free rotation on the fixed part and intended to come into contact with an external element while exerting a bearing force on said element. The external part can come into contact for example with a belt, a rail or a drum. The rolling roller device can be used as a tensioning device, for example in the case of a belt, or a guide device.
Pour contrôler des mouvements d'éléments mécaniques liés à un dispositif de galet à roulement, on peut disposer un ensemble capteur de paramètres de rotation sur le galet, afin de récupérer des informations relatives aux paramètres de rotation du galet et à des paramètres de mouvement (déplacement, rotation, vitesse, accélération) de différentes pièces.To control movements of mechanical elements linked to a rolling roller device, a rotation parameter sensor assembly can be placed on the roller, in order to retrieve information relating to the rotation parameters of the roller and to movement parameters ( displacement, rotation, speed, acceleration) of different parts.
Un galet à roulement instrumenté peut être amené à supporter des charges radiales importantes. Par ailleurs, selon l'environnement et les conditions d'utilisation, le galet à roulement instrumenté peut être exposé à une pollution importante. Par ailleurs, selon l' application qui est faite du galet à roulement instrumenté, il peut être nécessaire de disposer d'un ensemble capteur des paramètres de rotation du galet permettant d' obtenir des mesures précises des paramètres de rotation du galet.An instrumented roller bearing can be brought to bear large radial loads. Furthermore, depending on the environment and the conditions of use, the instrumented roller bearing can be exposed to significant pollution. Furthermore, depending on the application that is made of the instrumented roller bearing, it may be necessary to have a sensor assembly of the parameters of rotation of the roller making it possible to obtain precise measurements of the parameters of rotation of the roller.
La présente invention a pour objet un dispositif de galet à roulement instrumenté permettant la récupération de signaux de mesure de paramètres de rotation précis, tout en assurant la protection d'un ensemble de capteurs, notamment vis-à-vis d'une pollution extérieure, et en obtenant un dispositif pouvant être monté de façon simple et précise.
La présente invention a également pour objet un dispositif de galet à roulement instrumenté pouvant supporter des charges radiales importantes.The subject of the present invention is an instrumented roller device for recovering signals for measuring precise rotation parameters, while ensuring the protection of a set of sensors, in particular with regard to external pollution, and obtaining a device which can be mounted in a simple and precise manner. The present invention also relates to an instrumented roller roller device capable of supporting large radial loads.
La présente invention concerne également un dispositif de galet à roulement instrumenté pouvant être transporté facilement, et de manipulation aisée pour faciliter son montage dans un ensemble mécanique.The present invention also relates to an instrumented roller device that can be transported easily, and easy to handle to facilitate its mounting in a mechanical assembly.
La présente invention a encore pour objet un dispositif de galet à roulement instrumenté compact, simple, et de coût de fabrication faible.The present invention also relates to a compact, simple instrumented roller bearing device with low manufacturing cost.
Un tel dispositif de galet à roulement instrumenté comprend un galet monté à rotation sur un axe par l'intermédiaire d'un ensemble de palier à roulement disposé entre un alésage du galet et l' axe, l'ensemble de palier à roulement comprenant au moins deux rangées d' éléments roulants, le dispositif comprenant en outre un espace de logement défini dans l'ensemble de palier à roulement, et situé axialement entre des rangées d'éléments roulants et radialement entre l'alésage du galet et l' axe, et un ensemble capteur. L'ensemble de palier à roulement comprenant au moins deux paliers à roulement situés radialement entre l' alésage du galet et l' axe, et espacés axialement pour définir l' espace de logement, lesdits paliers comportant deux bagues intérieure ajustées sur l' axe à distance axialement l'une de l' autre. L'ensemble capteur comprend un codeur disposé dans l' espace de logement, un support de capteur annulaire disposé dans l' espace de logement en étant ajusté sur l' axe et situé axialement entre les bagues intérieures de l' ensemble de palier à roulement en venant en appui au moins d'un côté sur une bague intérieure, et un capteur disposé dans l' espace de logement en étant porté par le support de capteur pour être en regard du codeur, le capteur étant prévu pour être relié par l'intermédiaire d'une liaison filaire à une unité distante, l' axe comprenant un passage pour la liaison filaire, le passage débouchant d'un côté dans l' espace de logement, et d'un autre côté hors de l' espace de logement.
L'ensemble capteur se situant dans un espace de logement prévu dans un ensemble de palier à roulement est protégé, notamment d'une pollution par des corps extérieurs. L' ensemble de palier à roulement comprenant au moins deux rangées d'éléments roulants permet au dispositif de galet de supporter des charges radiales importantes. Par ailleurs, les rangées d'éléments roulants distantes axialement permettent de supporter des couples s' exerçant sur le galet selon des axes perpendiculaires à l' axe de rotation principal du galet. Les bagues intérieures de l'ensemble de palier à roulement rapportées sur l' axe facilitent le montage du dispositif. De même, le support annulaire de capteur est simplement ajusté sur l' axe entre les bagues intérieures. Pour ce faire, on pourra monter successivement une bague intérieure de roulement, le support, puis une seconde bague intérieure de roulement. Le montage du support de capteur, et donc du capteur, sur l' axe ne nécessite pas d'effectuer une opération particulière sur l' axe, ou une modification de l' axe. Par ailleurs, le positionnement du support annulaire en contact avec une bague permet de positionner avec précision le support annulaire de capteur, et donc le capteur lui-même, ce qui améliore la précision finale de l'ensemble capteur.Such an instrumented roller roller device comprises a roller mounted for rotation on an axis by means of a rolling bearing assembly disposed between a bore of the roller and the axis, the rolling bearing assembly comprising at least two rows of rolling elements, the device further comprising a housing space defined in the rolling bearing assembly, and situated axially between rows of rolling elements and radially between the bore of the roller and the axis, and a sensor assembly. The rolling bearing assembly comprising at least two rolling bearings located radially between the bore of the roller and the axis, and axially spaced to define the housing space, said bearings comprising two inner rings adjusted on the axis to axially distance from each other. The sensor assembly includes an encoder disposed in the housing space, an annular sensor support disposed in the housing space being adjusted on the axis and located axially between the inner rings of the rolling bearing assembly in coming to bear at least on one side on an inner ring, and a sensor arranged in the housing space while being carried by the sensor support so as to be opposite the encoder, the sensor being provided to be connected by means a wired connection to a remote unit, the axis comprising a passage for the wired connection, the passage opening on one side into the housing space, and on the other side out of the housing space. The sensor assembly located in a housing space provided in a rolling bearing assembly is protected, in particular from pollution by external bodies. The rolling bearing assembly comprising at least two rows of rolling elements allows the roller device to withstand large radial loads. Furthermore, the rows of axially distant rolling elements make it possible to support torques exerted on the roller along axes perpendicular to the main axis of rotation of the roller. The inner rings of the rolling bearing assembly attached to the axis facilitate assembly of the device. Likewise, the annular sensor support is simply adjusted on the axis between the inner rings. To do this, one can successively mount an inner bearing ring, the support, then a second inner bearing ring. The mounting of the sensor support, and therefore of the sensor, on the axis does not require carrying out a particular operation on the axis, or a modification of the axis. Furthermore, the positioning of the annular support in contact with a ring makes it possible to precisely position the annular sensor support, and therefore the sensor itself, which improves the final precision of the sensor assembly.
Le capteur relié à une unité distante par l'intermédiaire d'une liaison filaire permet de conserver un ensemble capteur compact pour préserver la compacité du dispositif de galet dans son ensemble. L' axe prévu avec un passage permet le cheminement de la liaison filaire de l'espace de logement où se situe le capteur vers l' extérieur.The sensor connected to a remote unit via a wired link makes it possible to keep a compact sensor assembly to preserve the compactness of the roller device as a whole. The axis provided with a passage allows the routing of the wire connection from the housing space where the sensor is located to the outside.
De préférence, le support annulaire de capteur est en contact axialement avec chacune des bagues intérieures. Ceci améliore le positionnement du support de capteur qui peut en outre faire office d' entretoise entre les bagues intérieures pour maintenir leur écartement axial.Preferably, the annular sensor support is in axial contact with each of the inner rings. This improves the positioning of the sensor support which can also act as a spacer between the inner rings to maintain their axial spacing.
Avantageusement, l' ensemble de palier à roulement comprend des organes d'étanchéité disposés axialement entre les rangées d'éléments roulants et l'espace de logement. L'ensemble capteur doit être préservé d'une pollution extérieure et notamment de l'introduction
de poussières ou d'éléments extérieurs. En particulier, on peut prévoir une lubrification de l'ensemble de palier à roulement, par exemple à l' aide de graisse. Les organes d' étanchéité disposés entre les rangées d'éléments roulants et l'espace de logement, permettent de préserver ce dernier de l'intrusion d'un lubrifiant des rangées d'éléments roulants.Advantageously, the rolling bearing assembly comprises sealing members arranged axially between the rows of rolling elements and the housing space. The sensor assembly must be protected from external pollution and in particular from the introduction dust or external elements. In particular, provision may be made for lubrication of the rolling bearing assembly, for example using grease. The sealing members arranged between the rows of rolling elements and the housing space make it possible to protect the latter from the intrusion of a lubricant from the rows of rolling elements.
Pour préserver une étanchéité de l'espace de logement, on peut prévoir un obturateur fermant le passage de l' axe du côté opposé à l'espace de logement, tout en permettant le passage de la liaison filaire.To preserve a seal in the housing space, a shutter may be provided closing the passage of the axis on the side opposite to the housing space, while allowing the passage of the wire connection.
Pour simplifier le transport et l'installation du dispositif de galet à roulement instrumenté, on peut prévoir un connecteur auquel est reliée la liaison filaire, le connecteur fermant le passage de l' axe du côté opposé à l' espace de logement. Dans un mode de réalisation, l' axe comprend un passage axial pour la liaison filaire, et un passage radial débouchant dans le passage axial et situé axialement en regard de l'espace de logement.To simplify the transport and installation of the instrumented roller roller device, a connector can be provided to which the wire connection is connected, the connector closing the passage of the axis on the side opposite to the housing space. In one embodiment, the axis comprises an axial passage for the wire connection, and a radial passage opening into the axial passage and located axially opposite the housing space.
De préférence, le passage axial débouche à une extrémité de l' axe. Dans ce cas, le passage axial peut être un trou traversant l' axe ou borgne.Preferably, the axial passage opens at one end of the axis. In this case, the axial passage can be a hole crossing the axis or blind.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble capteur comprend un codeur optique et un capteur optique. L'utilisation d'un codeur optique et d'un capteur optique associé est particulièrement recommandé dans des applications qui demandent une grande précision de détection des paramètres de rotation du galet. Ces dispositifs de détection optique sont en effet capables de fournir des signaux présentant une précision et une résolution élevées. Néanmoins les ensembles capteurs optiques sont particulièrement sensibles à la pollution. La disposition de l'ensemble capteur optique dans un espace de logement protégé est donc une condition essentielle pour assurer un fonctionnement fiable de l'ensemble capteur optique.In one embodiment, the sensor assembly includes an optical encoder and an optical sensor. The use of an optical encoder and an associated optical sensor is particularly recommended in applications which require high accuracy in detecting the parameters of rotation of the roller. These optical detection devices are indeed capable of providing signals having high precision and resolution. However, the optical sensor assemblies are particularly sensitive to pollution. The arrangement of the optical sensor assembly in a protected housing space is therefore an essential condition for ensuring reliable operation of the optical sensor assembly.
Avantageusement, on peut prévoir des paliers à roulement identiques pour une standardisation, et une réduction du coût de fabrication.
Dans un mode de réalisation, les paliers à roulement comprennent des bagues extérieures rapportées et ajustées dans l' alésage du galet, le codeur étant disposé axialement entre des bagues extérieures des paliers à roulement en étant en contact avec au moins une desdites bagues pour maintenir l'écartement axial entre les bagues extérieures. Le codeur peut être disposé directement en contact d'un côté avec une bague extérieure d' un palier à roulement, et du côté opposé avec une bague extérieure d'un autre palier à roulement. On peut également prévoir que le codeur est en contact directement avec les bagues extérieures des deux paliers à roulement.Advantageously, provision can be made for identical rolling bearings for standardization and a reduction in the manufacturing cost. In one embodiment, the rolling bearings comprise external rings added and adjusted in the bore of the roller, the encoder being disposed axially between external rings of the rolling bearings while being in contact with at least one of said rings to maintain the '' axial spacing between the outer rings. The encoder can be arranged directly in contact on one side with an outer ring of a rolling bearing, and on the opposite side with an outer ring of another rolling bearing. It can also be provided that the encoder is in direct contact with the outer rings of the two rolling bearings.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l' étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation ;The present invention and its advantages will be better understood on studying the detailed description of embodiments taken by way of nonlimiting examples and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 is a view in axial section of 'a first embodiment;
-la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un second mode de réalisation ;FIG 2 is an axial sectional view of a second embodiment;
-la figure 3 est une vue en coupe axiale variante du dispositif selon la figure 2 ; etFIG. 3 is a variant axial section view of the device according to FIG. 2; and
-la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une variante du dispositif selon la figure 3.FIG. 4 is a view in axial section of a variant of the device according to FIG. 3.
Sur la figure 1, un dispositif de galet à roulement instrumenté, référencé 1 dans son ensemble, comprend un galet 2 monté à rotation libre sur un axe 3 par l'intermédiaire d'un ensemble de palier à roulement 4.In FIG. 1, an instrumented roller roller device, referenced 1 as a whole, comprises a roller 2 mounted for free rotation on an axis 3 by means of a rolling bearing assembly 4.
Le galet 2 se présente sous la forme d'un élément tubulaire comprenant un alésage 5 et une surface extérieure cylindrique 6. Le galet 2 peut venir en contact avec un élément directement par sa surface extérieure 6 ou par l'intermédiaire d'une poulie, non représentée sur la figure 1, ladite poulie pouvant être rapportée sur le galet 2 ou intégrée à celuic-iThe roller 2 is in the form of a tubular element comprising a bore 5 and a cylindrical external surface 6. The roller 2 can come into contact with an element directly by its external surface 6 or by means of a pulley, not shown in Figure 1, said pulley can be attached to the roller 2 or integrated with celuic-i
L' axe 3 comprend une portion axiale cylindrique 7 présentant une surface extérieure cylindrique 9 et un passage axial 10 débouchant
aux deux extrémités de la portion axiale cylindrique 7. Le passage axial 10 présente un alésage 8.The axis 3 comprises a cylindrical axial portion 7 having a cylindrical outer surface 9 and an axial passage 10 opening out at the two ends of the cylindrical axial portion 7. The axial passage 10 has a bore 8.
L' axe 3 comprend une collerette 11 s'étendant radialement vers l' extérieur à partir d'une extrémité de la portion axiale cylindrique 7. La collerette 11 présente une surface radiale frontale 12 orientée du côté opposé à la portion axiale cylindrique 7, et une surface radiale annulaire d' appui 13 orientée du côté opposé à la surface frontale 12. La collerette 11 est munie de moyens de fixation sous la forme de trous filetés 14, dont deux sont visibles sur la figure 1 , espacés circonférentiellement, et situés radialement à une distance de l' axe de révolution de l' axe 3 supérieure au diamètre extérieur de la portion axiale cylindrique 7.The axis 3 comprises a flange 11 extending radially outwards from one end of the cylindrical axial portion 7. The flange 11 has a front radial surface 12 oriented on the side opposite to the cylindrical axial portion 7, and an annular radial support surface 13 oriented on the side opposite to the front surface 12. The flange 11 is provided with fixing means in the form of threaded holes 14, two of which are visible in FIG. 1, circumferentially spaced, and located radially at a distance from the axis of revolution of the axis 3 greater than the outside diameter of the cylindrical axial portion 7.
La portion axiale cylindrique 7 de l'axe 3 comprend un passage radial 15 débouchant d'un côté dans le passage axial 10 et du côté opposé vers l'extérieur. Le passage radial 15 se situe à peu près à mi- longueur de la portion axiale cylindrique 7.The cylindrical axial portion 7 of the axis 3 comprises a radial passage 15 opening on one side into the axial passage 10 and on the opposite side towards the outside. The radial passage 15 is located approximately mid-length of the cylindrical axial portion 7.
Le passage axial 10 de l' axe 3 est fermé du côté de la collerette 11 par un bouchon obturateur 16. L' alésage 8 comprend à une extrémité du côté de la collerette 11 un décrochement formant une portée cylindrique 17 de plus grand diamètre et un épaulement radialThe axial passage 10 of the axis 3 is closed on the side of the flange 11 by a sealing plug 16. The bore 8 comprises at one end on the side of the flange 11 a recess forming a cylindrical seat 17 of larger diameter and a radial shoulder
18. Le bouchon obturateur 16 est ajusté dans la portée 17 en venant en appui sur l'épaulement 18 par une extrémité. L'extrémité axiale opposée du bouchon obturateur 16 affleure la surface frontale 12 de la collerette 11. L'ensemble de palier à roulement 4 comprend des premier et second paliers à roulement identiques 19, 20 disposés entre la surface extérieure cylindrique 9 de la portion axiale cylindrique 7 de l'axe 3 et l' alésage 5 du galet 2. Les paliers à roulement 19 ; 20 sont espacés axialement. Un palier à roulement 19, 20 comprend une bague extérieure 21 présentant une surface extérieure cylindrique 22, un chemin de roulement toroïdal 23 formé sur une surface intérieure 24, et des faces latérales radiales 25a, 25b. Un palier à roulement 19, 20 comprend une bague intérieure 26 présentant un alésage 27, un chemin de roulement
toroïdal 28 formé sur une surface extérieure 29, et des faces latérales radiales 30a, 30b.18. The obturator plug 16 is adjusted in the range 17 by coming to bear on the shoulder 18 by one end. The opposite axial end of the plug 16 is flush with the front surface 12 of the flange 11. The rolling bearing assembly 4 comprises first and second identical rolling bearings 19, 20 disposed between the cylindrical outer surface 9 of the axial portion cylindrical 7 of the axis 3 and the bore 5 of the roller 2. The rolling bearings 19; 20 are spaced axially. A rolling bearing 19, 20 comprises an outer ring 21 having a cylindrical outer surface 22, a toroidal raceway 23 formed on an inner surface 24, and radial lateral faces 25a, 25b. A rolling bearing 19, 20 comprises an inner ring 26 having a bore 27, a raceway toroidal 28 formed on an outer surface 29, and radial lateral faces 30a, 30b.
Des éléments roulants 32, ici des billes, sont disposés entre les chemins de roulement 22, 28 des bagues extérieure 21 et intérieure 26 du palier à roulement 19, 20, en étant maintenus espacés circonférentiellement de façon régulière par une cage 33.Rolling elements 32, here balls, are arranged between the raceways 22, 28 of the outer 21 and inner 26 rings of the rolling bearing 19, 20, being kept spaced circumferentially evenly by a cage 33.
Un palier à roulement 19, 20 comprend également des organes d'étanchéité 34, 35, s'étendant radialement entre les bagues extérieureA rolling bearing 19, 20 also comprises sealing members 34, 35, extending radially between the outer rings
21 et intérieure 26, en étant disposés axialement de part et d' autre des éléments roulants 32, pour fermer de façon étanche l'espace compris entre les bagues intérieure 26 et extérieure 21.21 and inner 26, being arranged axially on either side of the rolling elements 32, to seal the space between the inner 26 and outer 21 rings.
Un organe d'étanchéité 34, 35 se présente sous la forme d'un joint comprenant une armature annulaire métallique recouverte par une portion en matériau souple, ladite portion souple comprenant dans sa zone de plus grand diamètre un bourrelet venant se loger dans une rainure annulaire formée sur la bague extérieure 21 du palier à roulement 19, 20, axialement à proximité de la face latérale 25a, 25b de la bague extérieure 21, et ladite portion souple comprenant dans sa zone de moindre diamètre une lèvre d'étanchéité en contact avec la surface extérieure 29 de la bague intérieure 26.A sealing member 34, 35 is in the form of a seal comprising a metallic annular reinforcement covered by a portion made of flexible material, said flexible portion comprising in its zone of larger diameter a bead which is received in an annular groove formed on the outer ring 21 of the rolling bearing 19, 20, axially near the lateral face 25a, 25b of the outer ring 21, and said flexible portion comprising in its zone of smaller diameter a sealing lip in contact with the outer surface 29 of the inner ring 26.
Les paliers à roulement 19, 20 sont ajustés dans le galet 2 avec un ajustement serré entre la bague extérieure 21 et l' alésage 5 du galetRolling bearings 19, 20 are adjusted in the roller 2 with a tight fit between the outer ring 21 and the bore 5 of the roller
2, et sont ajustés sur la portion axiale cylindrique 7 de l'axe 3 avec un ajustement serré ou glissant-juste entre l' alésage 27 de la bague intérieure 26 sur la surface extérieure 9.2, and are adjusted on the cylindrical axial portion 7 of the axis 3 with a tight or sliding-just fit between the bore 27 of the inner ring 26 on the outer surface 9.
Le premier palier à roulement 19 vient en appui par une face latérale 30 de sa bague intérieure 26 sur la surface radiale d' appui 13 de la collerette 11 de l'axe 3. Le second palier à roulement 20 est disposé sur la portion axiale cylindrique 7 en étant espacé axialement du premier palier à roulement 19.The first rolling bearing 19 comes to bear by a lateral face 30 of its inner ring 26 on the radial bearing surface 13 of the flange 11 of the axis 3. The second rolling bearing 20 is disposed on the axial cylindrical portion 7 while being axially spaced from the first rolling bearing 19.
Un espace de logement 36 est défini axialement entre les paliers à roulement 19, 20, et radialement entre la surface extérieure 9 de la portion axiale cylindrique 7 de l' axe 3 et l' alésage 5 du galet 2. Le passage radial 15 de la portion axiale cylindrique 7 est situé
axialement en regard de l'espace de logement 36, de sorte qu'il permet une communication entre le passage axial 10 de l' axe 3 et l'espace de logement 36.A housing space 36 is defined axially between the rolling bearings 19, 20, and radially between the outer surface 9 of the cylindrical axial portion 7 of the axis 3 and the bore 5 of the roller 2. The radial passage 15 of the cylindrical axial portion 7 is located axially opposite the housing space 36, so that it allows communication between the axial passage 10 of the axis 3 and the housing space 36.
Un ensemble capteur 37, disposé dans l' espace de logement 36, comprend un codeur 38 sous la forme d'un anneau ajusté dans l'alésage 5 du galet 2 pour être solidaire en rotation du galet 2, et venant en appui sur une face latérale 25a de la bague extérieure 21 du second palier à roulement 20. Le codeur 38 comprend une surface radiale de codage 39 orientée du côté opposé au second palier à roulement 20, et munie sur sa portion de moindre diamètre, située radialement en regard de l' espace compris entre les bagues intérieure 26 et extérieure 21 du second palier à roulement 20, de moyens de codage optique, non visibles sur la figure 1.A sensor assembly 37, disposed in the housing space 36, comprises an encoder 38 in the form of a ring adjusted in the bore 5 of the roller 2 to be integral in rotation with the roller 2, and coming to bear on one face lateral 25a of the outer ring 21 of the second rolling bearing 20. The encoder 38 comprises a radial coding surface 39 oriented on the side opposite to the second rolling bearing 20, and provided on its portion of smaller diameter, located radially opposite the space between the inner 26 and outer 21 rings of the second rolling bearing 20, of optical coding means, not visible in FIG. 1.
Une entretoise annulaire 40, présentant un alésage de diamètre sensiblement égal ou supérieur au diamètre des surfaces intérieures 24 des bagues extérieures 21 des paliers à roulement 19, 20, est disposée axialement entre le codeur 38 et la bague extérieure 21 du premier palier à roulement 19. L'entretoise 40 et le codeur 38 permettent de maintenir l'écartement axial des bagues extérieures 21 des paliers à roulement 19, 20 et donc de maintenir l'écartement axial des paliers à roulement 19, 20.An annular spacer 40, having a bore of diameter substantially equal to or greater than the diameter of the inner surfaces 24 of the outer rings 21 of the rolling bearings 19, 20, is disposed axially between the encoder 38 and the outer ring 21 of the first rolling bearing 19 The spacer 40 and the encoder 38 make it possible to maintain the axial spacing of the outer rings 21 of the rolling bearings 19, 20 and therefore to maintain the axial spacing of the rolling bearings 19, 20.
L'ensemble capteur 37 comprend également un support de capteur 41, de forme générale annulaire, et comportant une couronne 42 présentant un alésage 43a ajusté sur la surface extérieure de la portion axiale cylindrique 7 de l' axe 3, et une surface extérieure cylindrique 43b de diamètre inférieur au diamètre d' alésage de l' entretoise 40. La couronne 42 vient en appui par une première surface radiale 44 sur la bague intérieure 26 du premier palier à roulement 19 et présente du côté opposé une seconde surface radiale 45. La couronne 42 est de longueur axiale sensiblement inférieure à l'entretoise 40.The sensor assembly 37 also comprises a sensor support 41, of generally annular shape, and comprising a ring 42 having a bore 43a fitted to the exterior surface of the cylindrical axial portion 7 of the axis 3, and a cylindrical exterior surface 43b of diameter less than the bore diameter of the spacer 40. The crown 42 comes to bear by a first radial surface 44 on the inner ring 26 of the first rolling bearing 19 and has on the opposite side a second radial surface 45. The crown 42 is of axial length substantially less than the spacer 40.
Le support 41 comprend une extension axiale 46 s'étendant à partir de la zone de moindre diamètre de la couronne 42, en direction de la bague intérieure 26 du second palier à roulement 20 en venant en
contact ou à proximité de la bague intérieure 26. L'extension axiale 46 présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du codeur 38. L'extension axiale 46 permet de maintenir le support 41 entre les bagues intérieures 26 des paliers à roulement 19, 20 tout en formant un décrochement annulaire dans le support 41 permettant le passage du codeur 38 axialement entre la couronne 42 et le second palier à roulement 20, de sorte que la surface radiale 39 de codage du codeur 38 vient radialement en regard de la zone de plus grand diamètre de la seconde surface radiale 45 de la couronne 42. Un capteur 47 est noyé dans la couronne 42 en affleurant la seconde surface radiale 45, et en étant orienté vers la surface de codage 39 du codeur 38. On peut prévoir avantageusement un capteur 47 optique. Dans ce cas, on prévoit par exemple que la surface de codage 39 peut être une succession de zones réfléchissantes et de zones non réfléchissantes, par exemple sous la forme de graduations.The support 41 includes an axial extension 46 extending from the zone of smaller diameter of the crown 42, in the direction of the inner ring 26 of the second rolling bearing 20 coming in contact with or near the inner ring 26. The axial extension 46 has an outside diameter smaller than the inside diameter of the encoder 38. The axial extension 46 allows the support 41 to be maintained between the inner rings 26 of the rolling bearings 19, 20 while forming an annular recess in the support 41 allowing the encoder 38 to pass axially between the crown 42 and the second rolling bearing 20, so that the radial coding surface 39 of the encoder 38 comes radially opposite the zone of plus large diameter of the second radial surface 45 of the crown 42. A sensor 47 is embedded in the crown 42 by being flush with the second radial surface 45, and being oriented towards the coding surface 39 of the encoder 38. A sensor can advantageously be provided 47 optics. In this case, provision is made, for example, for the coding surface 39 to be a succession of reflecting zones and non-reflecting zones, for example in the form of graduations.
La première surface radiale 44 de la couronne 2 en appui sur le premier palier à roulement 19 est munie dans sa zone de moindre diamètre d'une encoche radiale 49. La couronne 42 est orientée de façon que l' encoche 49 se situe radialement en regard du passage radial 15 de l' axe 3. Le passage radial 15 débouche dans l' espace de logement 36 en affleurant la face latérale 30a du premier palier à roulement 19. De la sorte, l' encoche 49 se situe axialement en regard du passage 15.The first radial surface 44 of the crown 2 bearing on the first rolling bearing 19 is provided in its zone of smaller diameter with a radial notch 49. The crown 42 is oriented so that the notch 49 is located radially opposite of the radial passage 15 of the axis 3. The radial passage 15 opens into the housing space 36 by being flush with the lateral face 30a of the first rolling bearing 19. In this way, the notch 49 is located axially opposite the passage 15.
Une liaison filaire 48 de connexion est reliée de façon non représentée au capteur 47. La liaison filaire 48 sort de la couronne 42 par une surface de fond de l'encoche 49. Le passage radial 15 permet le passage de la liaison filaire 48 depuis l' encoche 49 vers le passage axial 10. Ensuite, la liaison 48 traverse le bouchon obturateur 16, et est reliée à son extrémité opposé au capteur 47 à une unité distante non représentée.A wire connection 48 for connection is connected in a manner not shown to the sensor 47. The wire connection 48 exits from the crown 42 by a bottom surface of the notch 49. The radial passage 15 allows the passage of the wire connection 48 from the 'notch 49 towards the axial passage 10. Next, the link 48 passes through the obturator plug 16, and is connected at its end opposite to the sensor 47 to a remote unit not shown.
Du côté opposé au codeur 38, le second palier à roulement 20 est maintenu axialement sur l' axe 3 à l' aide d'un anneau élastique, du type circlips, référencé 50, et logé dans une gorge annulaire formée
sur l'extrémité axiale de la surface extérieure 9 de la portion axiale cylindrique 7.On the side opposite the encoder 38, the second rolling bearing 20 is held axially on the axis 3 by means of an elastic ring, of the circlip type, referenced 50, and housed in an annular groove formed on the axial end of the outer surface 9 of the axial cylindrical portion 7.
Un capot de fermeture étanche 51 ferme l' alésage du galet 2, du côté opposé à la collerette 11 de l' axe 3. Le capot étanche 51 comprend un disque 52 de diamètre supérieur au diamètre de l' alésageA sealed closure cover 51 closes the bore of the roller 2, on the side opposite the flange 11 of the axis 3. The sealed cover 51 comprises a disc 52 of diameter greater than the diameter of the bore
5 du galet 2, et venant en appui par sa zone de plus grand diamètre sur une face radiale d'extrémité 53 du galet 2, et une nervure axiale 54 s'étendant axialement à partir du disque 52, présentant à l' état libre un diamètre extérieur légèrement supérieur à celui de l' alésage 5 du galet 2. La nervure axiale 54 est ajustée dans l' alésage 5 avec un léger serrage, jusqu' à ce que le disque 52 vienne en contact avec le galet 2.5 of the roller 2, and coming to bear by its zone of larger diameter on a radial end face 53 of the roller 2, and an axial rib 54 extending axially from the disc 52, having in the free state a outer diameter slightly greater than that of the bore 5 of the roller 2. The axial rib 54 is adjusted in the bore 5 with a slight tightening, until the disc 52 comes into contact with the roller 2.
L'espace de logement 36 est situé axialement entre les premier et second paliers à roulement 19, 20. Les organes d'étanchéité 34, 35 des premier et second paliers à roulement 19, situés axialement entre les éléments roulants 32 des paliers à roulement 19, 20 et l'espace de logement 36, c' est-à-dire entre les espaces définis entre les bagues intérieure et extérieure des paliers à roulement 19, 20 et l' espace de logement 36, empêchent l'intrusion d'éléments extérieurs polluants dans l' espace de logement 36. Le bouchon obturateur 16 empêche l'intrusion d'éléments extérieurs par le passage axial 10 de l'axe 3 et le passage radial 15. De même, le capot 51 fermant l' espace intérieur du galet 2 du côté opposé au bouchon 16 empêche l'intrusion d'éléments extérieurs dans le passage 10 du côté opposé au bouchon 16. Dès lors, l' ensemble capteur 37 est protégé dans un espace de logement 36 étanche. L' obtention d'un espace de logement étanche 36 protégé facilite l'utilisation d'un ensemble capteur 37 optique, comprenant un codeur optique 38 et capteur optique 47 disposés dans l' espace de logement 36, car les ensembles capteurs optiques sont sensibles à la pollution extérieure.The housing space 36 is located axially between the first and second rolling bearings 19, 20. The sealing members 34, 35 of the first and second rolling bearings 19, located axially between the rolling elements 32 of the rolling bearings 19 , 20 and the housing space 36, that is to say between the spaces defined between the inner and outer rings of the rolling bearings 19, 20 and the housing space 36, prevent the intrusion of external elements pollutants in the housing space 36. The plug 16 prevents the intrusion of external elements through the axial passage 10 of the axis 3 and the radial passage 15. Similarly, the cover 51 closing the interior space of the roller 2 on the side opposite the plug 16 prevents the intrusion of external elements into the passage 10 on the side opposite the plug 16. Consequently, the sensor assembly 37 is protected in a sealed housing space 36. Obtaining a sealed sealed accommodation space 36 facilitates the use of an optical sensor assembly 37, comprising an optical encoder 38 and optical sensor 47 disposed in the housing space 36, since the optical sensor assemblies are sensitive to outdoor pollution.
En outre, l' ensemble capteur 37 est compact et peut être disposé dans un espace de logement 36 de faibles dimensions, notamment axialement et radialement. L' entretoise 40 et l' anneau
codeur 38 participent au positionnement axial des paliers à roulement 19, ce qui permet d'éviter l'emploi de pièces supplémentaires.In addition, the sensor assembly 37 is compact and can be arranged in a housing space 36 of small dimensions, in particular axially and radially. The spacer 40 and the ring encoder 38 participate in the axial positioning of the rolling bearings 19, which avoids the use of additional parts.
Le support annulaire de capteur 41, en contact axial avec une bague intérieure, est ainsi positionné avec une précision améliorée. Dans le cas où le support annulaire de capteur 41 vient en appui axialement de chaque côté sur les bagues intérieures, ceci permet aussi d' améliorer la précision de position du support de capteur 41 et de maintenir un écartement axial entre les bagues intérieures.The annular sensor support 41, in axial contact with an inner ring, is thus positioned with improved precision. In the case where the annular sensor support 41 comes to bear axially on each side on the inner rings, this also makes it possible to improve the position accuracy of the sensor support 41 and to maintain an axial spacing between the inner rings.
Le support annulaire de capteur 41 qui porte le capteur 47 et est simplement ajusté sur l' axe permet un montage simple de l'ensemble capteur entre les paliers à roulement définissant entre eux et avec l'axe et l' alésage du galet un espace de logement protégé.The annular sensor support 41 which carries the sensor 47 and is simply adjusted on the axis allows a simple assembly of the sensor assembly between the rolling bearings defining between them and with the axis and the bore of the roller a space of sheltered housing.
L'utilisation de deux paliers à roulement identiques 19, 20 permet une standardisation et par conséquent une réduction du coût de fabrication du dispositif de galet à roulement 2. L'espacement axial des deux paliers à roulement 19, 20 permet encore au dispositif de galet à roulement instrumenté 1 de supporter des charges radiales importantes et des moments s' exerçant selon un axe perpendiculaire à un axe principal de l' axe 3. L'emploi d'une liaison filaire 48 pour relier le capteur 47 à une unité distante, non représentée, permet une bonne transmission de données et évite l'utilisation de moyens de transmission non filaires peu compacts et qui pourraient nuire à la compacité de l' ensemble capteur 37. Sur la figure 2, les références aux éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été conservées. L' axe 3 est dépourvu de collerette du côté du bouchon 16, mais comprend une collerette 11 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité de la portion axiale cylindrique 7 opposée au bouchon 16. La collerette 11 est dépourvue de moyen de fixation dans sa zone de plus grand diamètre. Cependant, l' alésage 8 du passage axial 10 présente du côté de la collerette 11 un filetage 55 s'étendant axialement sur une portion limitée de l' alésage 8, sensiblement jusqu' au plan radial passant par le centre des éléments roulants 32 du second palier à roulement 20.
Du côté du bouchon 16, un anneau élastique 50 est logé dans une gorge annulaire formée sur la surface extérieure 9 de la portion axiale cylindrique 7 pour retenir axialement la bague intérieure 26 du premier palier à roulement 19, du côté opposé au second palier à roulement 20.The use of two identical rolling bearings 19, 20 allows standardization and therefore a reduction in the manufacturing cost of the rolling roller device 2. The axial spacing of the two rolling bearings 19, 20 further allows the roller device with instrumented bearing 1 to support large radial loads and moments acting along an axis perpendicular to a main axis of axis 3. The use of a wire link 48 to connect the sensor 47 to a remote unit, not shown, allows good data transmission and avoids the use of non-wired non-compact transmission means which could affect the compactness of the sensor assembly 37. In FIG. 2, the references to elements similar to those of FIG. 1 have been retained. The axis 3 is devoid of a flange on the side of the plug 16, but comprises a flange 11 extending radially outward from the end of the cylindrical axial portion 7 opposite the plug 16. The flange 11 is devoid of fixing means in its larger diameter area. However, the bore 8 of the axial passage 10 has on the side of the collar 11 a thread 55 extending axially over a limited portion of the bore 8, substantially up to the radial plane passing through the center of the rolling elements 32 of the second rolling bearing 20. On the side of the plug 16, an elastic ring 50 is housed in an annular groove formed on the outer surface 9 of the axial cylindrical portion 7 for axially retaining the inner ring 26 of the first rolling bearing 19, on the side opposite to the second rolling bearing 20.
Le filetage 55 permet la fixation de l' axe 3 sur un support, à l' aide d' une vis. Une fois fixée sur son support, la vis permet de réaliser une étanchéité du passage axial 10, axialement du côté opposé au bouchon 16. Sur la figure 3, les éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été repris. Le bouchon obturateur est remplacé par un connecteur 56 ajusté de façon étanche dans l' alésage 8 de la portion axiale tubulaire 7 de l' axe 3 en étant bloqué axialement par un épaulement intérieur de l' alésage 8 ainsi que par une collerette 57 du connecteur 56, s'étendant radialement vers l'extérieur et venant en appui sur l'extrémité axiale de l' axe 3. Le connecteur 56 comprend des broches 58, ici au nombre de deux. La liaison filaire 48 issue de la couronne 42 du support 41 de capteur traverse le passage radial 15 , puis le passage axial 10 jusqu' au connecteur 56. La liaison filaire 48 est reliée de façon non représentée aux broches 58.The thread 55 allows the axis 3 to be fixed on a support, using a screw. Once fixed on its support, the screw makes it possible to seal the axial passage 10, axially on the side opposite the plug 16. In FIG. 3, the elements similar to those of FIG. 1 have been taken up. The obturator plug is replaced by a connector 56 tightly fitted in the bore 8 of the tubular axial portion 7 of the axis 3 while being axially blocked by an internal shoulder of the bore 8 as well as by a flange 57 of the connector. 56, extending radially outward and bearing on the axial end of the axis 3. The connector 56 comprises pins 58, here two in number. The wire connection 48 coming from the crown 42 of the sensor support 41 crosses the radial passage 15, then the axial passage 10 as far as the connector 56. The wire connection 48 is connected in a manner not shown to the pins 58.
Ce mode de réalisation permet de fournir le dispositif de galet à roulement instrumenté 1 sous la forme d'un ensemble modulaire compact sans liaison filaire venant en saillie et pouvant gêner la manipulation du dispositif par un opérateur lors du montage du dispositif de galet à roulement instrumenté dans un ensemble mécanique. Lors du montage, on prévoit simplement de fixer le dispositif de galet à roulement instrumenté, puis de relier l'ensemble capteur 37 à une unité distante, non représentée, à l' aide d'un câble de connexion muni d'un connecteur correspondant au connecteur 56, et dans lequel on peut l'enficher.This embodiment makes it possible to supply the instrumented roller roller device 1 in the form of a compact modular assembly without a wired connection projecting and which may interfere with the handling of the device by an operator during the mounting of the instrumented roller roller device. in a mechanical assembly. During assembly, provision is simply made to fix the roller with an instrumented roller, then to connect the sensor assembly 37 to a remote unit, not shown, using a connection cable provided with a connector corresponding to the connector 56, and in which it can be inserted.
Sur la figure 4, où les éléments semblables à ceux de la figure 3 ont été repris, le codeur 38 se présente sous la forme d'une entretoise annulaire présentant un alésage 60 de diamètre supérieur au diamètre extérieur de la couronne 42 du support de capteur 41. Le
codeur 38 est disposé axialement entre les bagues extérieures 20 des premier et second paliers à roulement 19, 20 en venant en appui directement sur les bagues extérieures 21. Le codeur 38 assure ainsi à lui seul le maintien d'un écartement axial entre les premier et second paliers à roulement 19, 20.In FIG. 4, where the elements similar to those of FIG. 3 have been repeated, the encoder 38 is in the form of an annular spacer having a bore 60 of diameter greater than the outside diameter of the crown 42 of the sensor support 41. The encoder 38 is disposed axially between the outer rings 20 of the first and second rolling bearings 19, 20 coming to bear directly on the outer rings 21. The encoder 38 thus alone ensures the maintenance of an axial spacing between the first and second rolling bearings 19, 20.
Le codeur 38 comprend, sur son alésage 60, des moyens de codage aptes à coopérer avec un capteur optique, et pouvant se présenter sous la forme d'une alternance de zones réfléchissantes et de zones non réfléchissantes. Le capteur optique 47 est noyé dans la couronne 42 en affleurant la surface extérieure 43 a de la couronne 42, et en étant orienté radialement vers l' extérieur en regard de l' alésage 60 du codeur 38.The encoder 38 comprises, on its bore 60, coding means capable of cooperating with an optical sensor, and which may be in the form of an alternation of reflecting zones and non-reflecting zones. The optical sensor 47 is embedded in the ring 42 by being flush with the external surface 43 a of the ring 42, and by being oriented radially towards the outside facing the bore 60 of the encoder 38.
Dans les modes de réalisation décrits, l'ensemble capteur comprend un codeur optique et un capteur optique associé. Les ensemble capteurs optiques permettent d'obtenir des mesures d'une grande précision. Le dispositif de galet instrumenté selon l'invention est particulièrement adapté pour les ensembles capteurs optiques dans la mesure où l' espace de logement protégé de l'ensemble capteur optique permet une protection améliorée de ces ensembles capteurs optiques sensibles à la pollution.In the embodiments described, the sensor assembly comprises an optical encoder and an associated optical sensor. The optical sensor assemblies make it possible to obtain highly precise measurements. The instrumented roller device according to the invention is particularly suitable for optical sensor assemblies insofar as the protected housing space of the optical sensor assembly allows improved protection of these optical sensor assemblies sensitive to pollution.
Bien entendu, on peut prévoir d'autres types d'ensembles de détection, par exemple à un ensemble capteur/codeur magnétique comportant un codeur magnétique et un capteur magnétosensible. Dans ce cas encore, l'espace de logement permet une protection améliorée de l'ensemble capteur. En outre, le capteur peut être disposé directement en regard du codeur et à proximité, ce qui permet d' améliorer la précision des mesures. La liaison filaire permet encore de préserver la compacité du dispositif de galet à roulement instrumenté. Par ailleurs, l'invention n' est pas limitée aux modes de réalisation décrits plus haut, mais peut être, par exemple, une combinaison de ces modes de réalisation.Of course, other types of detection assemblies can be provided, for example a magnetic sensor / encoder assembly comprising a magnetic encoder and a magnetosensitive sensor. In this case also, the housing space allows improved protection of the sensor assembly. In addition, the sensor can be placed directly opposite and close to the encoder, which improves the accuracy of the measurements. The wire connection also makes it possible to preserve the compactness of the instrumented roller roller device. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above, but can be, for example, a combination of these embodiments.
Grâce au dispositif de galet à roulement instrumenté, on peut munir un galet à roulement d'un ensemble capteur permettant la
récupération de données concernant les paramètres de rotation du galet avec une précision améliorée, tout en assurant une protection satisfaisante de l'ensemble capteur. L' ensemble de palier à roulement comprenant deux rangées d'éléments roulants permet au dispositif de galet de supporter des efforts importants. L' ensemble capteur disposé dans un logement ménagé dans l'ensemble de palier à roulement permet de préserver la compacité du dispositif de galet à roulement. L'ensemble capteur optique bénéficie d' une protection améliorée. Le dispositif de galet à roulement est adapté pour permettre l'établissement d'une liaison filaire entre l' ensemble capteur et une unité distante, tout en préservant la protection de l'ensemble capteur optique.
Thanks to the instrumented roller device, a roller can be provided with a sensor assembly allowing the recovery of data concerning the parameters of rotation of the roller with improved precision, while ensuring satisfactory protection of the sensor assembly. The rolling bearing assembly comprising two rows of rolling elements allows the roller device to withstand significant forces. The sensor assembly disposed in a housing formed in the rolling bearing assembly makes it possible to preserve the compactness of the rolling roller device. The optical sensor assembly benefits from improved protection. The rolling roller device is adapted to allow the establishment of a wire connection between the sensor assembly and a remote unit, while preserving the protection of the optical sensor assembly.