WO2009115698A1 - Roulement instrumente, assemblage pour un tel roulement et procede de montage associe - Google Patents

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S.N.R. Roulements
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/10—Railway vehicles

Definitions

  • the invention relates to the instrumentation of a bearing, and in particular of a large bearing such as, for example, a rail vehicle axle box bearing.
  • instrumentation means here the establishment of means for measuring certain operating parameters of the bearing.
  • a railway axle box provided with a conical bearing protected by a fixed baffle integral with an outer ring of the bearing and a rotating baffle integral with a ring bearing, the two baffles delimiting between them a labyrinth constituting a pressure drop between an interior volume of the bearing and an external volume defined by a housing of the axle box.
  • a module for measuring the rotational speed of the bearing is integrated in the axle box. This module comprises an encoder ring integral with the rotating deflector and a sensor fixed to the fixed deflector in the interior volume of the bearing, opposite and at a distance from the air gap of the encoder, the connection of the sensor passing through the fixed deflector to connect the sensor to an interface electrical connection through the housing of the axle box.
  • the railway axle box bearings can be traversed by high frequency and high frequency electric currents, which generate eddy currents in the baffles, if they are conductive.
  • the invention aims to overcome the drawbacks of the state of the art and in particular to solve the sealing problem encountered at the passage of the connection of the sensor through the fixed baffle.
  • a rolling assembly comprising:
  • annular metal deflector at least partially closing an internal volume located between the ring and the workpiece, the deflector having an inner face facing the inner volume and an outer face, the deflector being provided with at least one window defining an opening between the outer face and inner face; and a nonmagnetic wall having an outer face facing away from the interior volume and affixed to the inner face of the deflector while closing the opening in a sealed manner, and an inner face facing the inner volume, the nonmagnetic wall having a thickness, measured between the outer face and the inner face of the wall, lower than the distance between the face outside and the inside of the deflector measured at the edge of the window; and
  • an instrumentation support fixed to the housing and disposed between the bearing and the casing the instrumentation support comprising a body and at least one magnetic sensor fixed to the body and arranged in the window, facing the outer face of the non-magnetic wall; , the housing and the body of the instrumentation support being provided with angular positioning means of the instrumentation support relative to the housing about the axis of rotation, the housing and the bearing being provided with means for angular positioning of the deflector by relative to the housing around the axis of rotation.
  • the nonmagnetic wall provides a magnetic sensor outside the interior volume defined by the baffle, thus ensuring a perfect seal. Its reduced thickness and its position at the inner wall of the deflector allow a minimum air gap between encoder and sensor on either side of the wall.
  • the presence of a window also makes it possible to make the gap size, essentially defined by the thickness of the non-magnetic wall, independent of the thickness of the deflector. But the thickness of the baffle must ensure its rigidity and necessarily increases with the diameter of the bearing.
  • the proposed architecture makes it possible to offer a range of bearings of different diameters but maintaining a constant non-magnetic wall thickness, therefore a constant air gap and a common magnetic sensor.
  • the body of the instrumentation support allows to make independent of each other the mounting of the magnetic sensor and the mounting of the bearing.
  • the instrumentation support can then be preassembled in the housing, if necessary in a separate workshop from that in which the final assembly of the bearing and the housing is held.
  • the assembly is facilitated by the angular positioning means between the bearing and the housing, allowing the angular positioning of the deflector window.
  • angular indexing means between the body of the instrumentation support and the housing, so as to position the sensor in front of the window.
  • the bearing further comprises a multipolar magnetic annular encoder disposed within the interior volume, the window being disposed opposite the encoder.
  • the annular encoder may be attached to a complementary deflector delimiting with the deflector a labyrinth.
  • the deflector and the complementary baffle may be attached to the ring and the other to the part.
  • the encoder comprises a plurality of equidistributed pole pairs defining a polar length between two adjacent poles, the rim of the window having a dimension measured in a plane perpendicular to the axis of rotation which is greater than at the polar length.
  • This dimension will preferably be of the order of 1 to 4 polar lengths, the upper limitation being essentially related to the mechanical rigidity of the deflector.
  • the baffle may be provided with at least a second window defined by a flange and defining a second opening between the outer face and the inner face, the bearing further comprising a second non-magnetic wall sealing the second window sealingly, the second wall having an outer face facing away from the inner volume and affixed to the inner face of the baffle at the rim of the second opening, and an inner face facing the inner volume, the second nonmagnetic wall having a thickness, measured between the outer face and the inner face of the wall, smaller than the distance between the outer face and the inner face of the deflector measured at the edge of the second window.
  • This second window makes it possible to install a second magnetic sensor, for example to ensure measurement redundancy.
  • the first wall and the second wall may be separate or be parts of the same ring covering the inner face of the baffle.
  • the wall is made of electrically insulating material, in order to limit the eddy currents near the sensor, especially if the deflector is conductive.
  • the baffle may be made by stamping a sheet of eg mild steel galvanized.
  • the ring is an outer ring provided with at least one outer raceway and the inner part is provided with at least one inner raceway.
  • outer ring is meant in particular an outer ring of tapered roller bearing.
  • the inner part may be an inner ring or a tree.
  • the assembly may comprise a plurality of measurement modules, the body of the instrumentation support having a plurality of housings for each housing one of the measurement modules, one of the measurement modules comprising the magnetic sensor.
  • the body of the instrumentation support then gathers all the measuring means of the bearing, which can include, in addition to magnetic sensors sensitive to the speed of the bearing or to its position, one or several temperature sensors, one or more accelerometers and / or, in the case of a submerged bearing, oil level.
  • the housing has the advantage, compared to a baffle of the bearing, to limit parasitic vibration modes, the housing being a massive part much stiffer than the deflector and having a first own frequency significantly higher than the monitored frequency spectrum for preventive maintenance of bearings.
  • the measurement modules it is possible, for at least one of the measurement modules, to provide a printed circuit equipped with an electronic sensor component arranged inside a drawer which fits into one of the housings. .
  • the assembly then becomes particularly easy and lends itself to the standardization of the measurement modules, independently of the dimensions of the instrumentation support.
  • the drawer is preferably made of non-magnetic conductive material electrically connected to the mass of the assembly or to the earth, in order to make a Faraday cage.
  • the measuring module may also include an elastic synthetic material insert disposed in the drawer and provided with a resilient clamp for fixing the printed circuit.
  • the simplicity of editing is privileged.
  • the plurality of measurement modules comprises at least two measurement modules each comprising at least one magnetic sensor, the purpose being in this case to provide measurement redundancy.
  • the measurement modules are electrically connected to a common power supply and signal adaptation module, housed in the instrumentation support.
  • connection cable supported by the instrumentation support and provided with a connection interface through an opening of the housing can also be provided.
  • the connection cable preferably extends parallel to the axis of rotation, the connection interface projecting radially from the connection cable. to pass through a radial wall of the housing, or axially to pass through a wall of the housing perpendicular to the axis of rotation.
  • the body of the instrumentation support may advantageously be constituted by an annular ring coaxial with the bearing, which allows to have a large number of sensors.
  • the assembly thus described is particularly suitable for large bearings, including rail axle boxes.
  • an instrumentation support for a rolling assembly in particular a bearing as described above, this support comprising:
  • a body of non-magnetic material provided with means for fixing the support to a housing and housing distributed at the periphery of the body; measuring modules arranged in the dwellings; a common module for supplying and / or processing the signals of the measurement modules; a semi-rigid connection cable connecting the common module to an electrical connection interface.
  • connection cable is preferably semi-rigid, that is to say flexible, but still resistant to deformation and not deforming under its own weight.
  • the body is annular, forming a crown.
  • the connection cable may advantageously extend parallel to the axis of the ring, the connection interface for example projecting radially from the connection cable.
  • the body can expand.
  • the body of the instrumentation support may advantageously be made of polyamide, or another insulating material, especially synthetic, insofar as the measurement modules have their own electrical shielding.
  • the body can be made of aluminum, thereby providing electrical shielding for the measurement modules.
  • the instrumentation support may further comprise a plurality of measurement modules, the body of the instrumentation support comprising a plurality of housings for each housing one of the measurement modules, one of the measurement modules comprising the sensor. magnetic.
  • At least one of the measurement modules may comprise a printed circuit equipped with a sensor electronic component disposed inside a drawer that fits into one of the housings.
  • the drawer may be made of non-magnetic conductive material electrically connected to the ground of the assembly or to the ground.
  • the drawer may further comprise an insert of resilient synthetic material provided with an elastic clamp for fixing the printed circuit.
  • the plurality of measurement modules may further comprise a temperature measurement module and / or one or more accelerometers. According to one variant, the plurality of measurement modules comprises at least two measurement modules each comprising a magnetic sensor.
  • the invention also relates to a method of assembling the previous assembly, comprising a step of mounting the support in a cover of the housing, followed by a step of mounting the housing cover on the casing body in which the bearing is located.
  • the method may further include a step of mounting the bearing in the housing body, including a step of angular positioning of the bearing relative to the housing body, to ensure the proper positioning of the magnetic sensor in the window of the baffle.
  • FIGS. 1A and 1B two views in axial section of an assembly according to the invention
  • Figures 2A to 2D various views of a deflector of the assembly of Figure 1 according to a first variant
  • FIGS. 3A to 3C various views of a deflector of the assembly of FIG. 1 according to a second variant
  • FIGS. 4A and 4B are two perspective views of an instrumentation support of the assembly of FIG. 1
  • FIGS. 5A and 5B are two sectional views of a measurement module inserted into the instrumentation support of FIG. 4
  • Figures 6A and 6B a third variant, comprising a plurality of instrumentation support
  • a railway axle shaft 10 for example of a bogie axle
  • the box forms a housing 12 composed of the body 14 of the box and a lid 16.
  • a conical bearing 17 having an outer ring or fixed cup 18 integral with the body 14 of the axle box, a rotating inner ring or cone 20 integral with the shaft, these two rings defining truncated conical races 22, 24, for tapered rollers 26.
  • the angular positioning of the outer ring 18 with respect to the body 14 of the casing is carried out by an index 19 penetrating into a corresponding groove of the body 14.
  • the two rings 18, 20 of the bearing delimit between them an internal volume 28 of the bearing, axially closed by a fixed deflector 30 fitted internally in a recess 32 of the fixed ring, and a complementary rotary deflector 34.
  • the rotating deflector 34 is held in abutment against the inner ring 20 by a cup 36 fixed to the end of the shaft 10 by screws not shown.
  • a flange of the fixed baffle 30 enters between the rotary deflector 34 and the cup 36 to define a labyrinth constituting a pressure drop 38 between the interior volume of the bearing 28 and the external volume 40 defined outside the bearing in the box. axle, and especially between the cover 16 and the bearing.
  • the fixed deflector 30, illustrated in Figures 2A to 3C, may be made of pressed sheet metal and has an inner face 42 facing the inner volume 28 of the bearing and an outer face 44 facing the outer volume 40.
  • the deflector is provided with a notch 45 for its angular positioning in the outer ring 18 by cooperation with a corresponding relief of the ring.
  • the baffle is pierced with sixteen windows, six in number, equidistributed on its periphery. Each window constitutes an opening between the outer face 44 and the inner face 42 of the deflector.
  • the windows 46 are closed by a ring constituting a nonmagnetic wall 48, an outer face 50 is affixed to the inner face 42 of the fixed deflector, and an inner face 52 is turned towards the interior volume 28 of the bearing.
  • the wall 48 itself has windows 49 which are intended to be placed opposite the full face 42 of the baffle. Their function will be discussed later, but it is understood that they do not impede the sealing of all achieved by the baffle and the annular wall.
  • the wall 48 may be glued to the inner wall 42 of the baffle, in particular around the windows 46, so as to close them sealingly.
  • the thickness E1 of the nonmagnetic wall 48, measured between the inner 52 and outer 50 faces, is for example between 0.02 mm and 3 mm, and is in any case less than the thickness E2 of the rim of the window, observed between the inner face and the outer face of the fixed baffle.
  • the baffle 30, identical to that of the first variant, is equipped with individualized non-magnetic walls 148 individually closing each of the windows 46, each having an inner face 150 and an outer face 152 whose periphery is plated and bonded to the inner face 42 of the baffle. Spaces 149 are preserved between the walls 148.
  • An annular magnetic encoder 53 is fixed to the rotary ring 20 by means of a washer 56 crimped to the axial end of the ring 20.
  • This encoder 53 comprises a succession of alternating magnetic poles, which may for example be evenly distributed so as to define a polar length Lp.
  • This type of encoder is well known in the state of the art and commonly used for speed and angle of rotation measurements of shafts and bearings. An example of this type of encoder can be found if necessary in the document FR 2 669 598, the description of which is incorporated herein by reference.
  • the encoder 53 is arranged so as to lie opposite and at a short distance from at least one of the windows 46.
  • the windows 49 have the function of defining recesses in the radial direction, which allow, despite the proximity between the encoder 53 and the wall 48, to limit the fluid friction exerted by the lubricant present in the bearing.
  • the same function is performed by spaces 149 in the second embodiment of the walls.
  • a magnetic measuring module 55 Outside at least one of the windows 46, and directly opposite the outer face 50 of the nonmagnetic wall 48 at a short distance therefrom is a magnetic measuring module 55.
  • This module Magnetic measurement device 55 is integrated with an instrumentation ring 54 illustrated in the views of FIGS. 4A and 4B.
  • the instrumentation crown is provided with a cylindrical bearing surface 57 inserted into a cylindrical bearing surface 58 complementary to the cover 16 of the housing.
  • the angular positioning and fixing of the ring 54 are ensured by means of fixing screws (not shown) inserted in bores 83 of the body of the ring and corresponding threaded holes (not shown) on the cover.
  • the ring 54 is provided with housings 60 constituted by cylindrical bores partially open on a plane parallel to their axis, to receive the magnetic measurement module 55 as well as other measurement modules 62 if necessary, for example comprising magnetic sensors or temperature sensors.
  • the structure of the measurement modules, and in particular of the magnetic measurement module 55, is shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the magnetic measurement module 55 comprises a printed circuit 64 on which is mounted an ASIC 66.
  • the ASIC preferably comprises a plurality of sensitive elements arranged in one or two rows, and generally constitutes a sensor. magnetic.
  • the printed circuit 64 is at least partially inserted in a drawer 68 consisting of a cylindrical non-magnetic metal shell with a crescent-shaped base, closed at the ends and equipped with a plastic insert 72.
  • the insert occupies the curved portion of the the interior of the shell and has an elastic tongue 74 projecting towards the plane wall 76 of the shell.
  • the printed circuit 64 can thus be slidably inserted through a slot 70 in the shell parallel to the plane wall 76, the ASIC 66 being kept pressed in contact with the plane wall 76 of the shell by the action of the elastic tab 74 deformed on the printed circuit 64, while is injected a resin 78 which fixes the elements in position.
  • the sensor module 55 and constituted by the slide 68 equipped with the printed circuit 64 can then be slid into the housing 60 provided in the ring.
  • the printed circuit is connected by an electric cable 80 to a common power supply module and common signal processing 82 housed in the ring.
  • a shield of the sensor module is made by connecting the shell 68 to the ground of the power supply module by the shielding 81 of the electrical cable 80.
  • the power supply and signal processing module 82 is common to the set of measurement modules 55, 62 and ensures on the one hand their power supply and on the other hand the impedance adaptations for the transfer of the measured signals to the outside of the axle box.
  • This transfer is provided by a connection cable 84 provided with a connection interface plug 86. As illustrated in particular in FIG. 1A, the plug 86 passes through the cover 16 radially at the level of a leaktight bushing 88.
  • the cable 84 is provided with a semi-rigid sheath, which ensures an orientation of the cable generally parallel to the axis of the ring and to the axis of rotation of the bearing.
  • the air gap between the ASIC 66 and the encoder is low and controlled, which allows a reading of the quality of the magnetic data of the encoder by I 1 ASIC through the nonmagnetic wall 48 and the shielded non-magnetic shell 68.
  • the length Lf of the window measured perpendicular to the plane of FIGS. 1A and 1B is preferably of the same order of magnitude than the polar length Lp, and will be between 1 and 4 polar lengths.
  • the mounting of the axle box is performed in the following manner.
  • the ring 54 equipped with its sensor modules 55, 62 is first inserted, positioned and fixed in the cover 16 of the housing through the screws through the bores 83. In this phase, it is easy to insert the plug connection interface 86 in the bushing 88.
  • the bearing 17 is mounted in the box body 14 in the usual manner, the bearing being indexed in position relative to the body 14 via the index 19, the baffle itself being indexed angularly with respect to the fixed ring 18 of the bearing, via the notch 45. Once these two operations are performed, it remains to close the housing by positioning the cover 16 on the body 14 of the box, so as to align the axis of rotation of the bearing 17 and the axis of the ring 54.
  • the bearing may comprise a fixed or rotating outer ring, and an inner piece which may be an inner ring or a shaft.
  • the magnetic sensors will be implemented in a preferred manner for the measurement of rotational speed or absolute or relative rotation angle.
  • Magnetic sensors can also be used to design any other type of displacement measurement, in particular axial measurement, of one part of the bearing relative to the other.
  • the orientation of the window may be radial as in the embodiment described above, or axial.
  • the number of windows and their distribution at the periphery of the fixed deflector can be chosen according to the number of sensors potentially used. It is also possible to provide nonmagnetic walls 48 that are independent of one another for each window 46. According to one variant, the encoder can be fixed directly to the rotary deflector 66.
  • the instrumentation support may have a shape that is not annular, especially if the number of measurement modules is reduced.
  • the angular indexing of the window 46 can be achieved by any appropriate means. It may be of particular interest to provide indexing reliefs of the deflector, in the form of a radial tab for example, cooperating directly with a relief, for example a notch, of the casing body 14.
  • FIGs 6A and 6B is shown a variant comprising two instrumentation supports 154A, 154B, fixed inside a housing 16 axle box rail vehicle.
  • the angular positioning and the fixing of each instrumentation support 154A, 154B are ensured by means of fixing screws (not shown) inserted into smooth holes 83 of the body of the supports 154A, 154B, and corresponding threaded holes on the cover 16.
  • the cover 16 is provided with a notch 145 serving as an index and for positioning the deflector 30, shown in FIG. 6B, provided with a projection of corresponding indexing 245 and windows 46 closed by a non-magnetic wall 48.
  • the support comprises a bottom 254 forming a housing made of non-magnetic material, in this case aluminum, for accommodating two modules of magnetic measurement 55, 62, the bottom 254 being closed by a cover 354.
  • the modules 55, 62 may optionally further provide a thermal measurement and / or an accelerometric measurement with an accelerometer 800.
  • the modules 55, 62 each comprise a printed circuit 64 , supporting at least one specific application integrated circuit 66, of the same type as that described in connection with the first embodiment.
  • the modules 55 and 62 form drawers which are slid into slides 170 provided in housings 60 formed in the body of the support 154A.
  • the bottom 254 has protuberances 260 which allow deepening of the housings 60, so that the ASICs 66 are in axial projection towards the bearing (not shown) opposite the windows 46.
  • Each module 55 and 62 is connected by connecting pins 180 to a common power supply module and signal processing 82 housed under the cover 354.
  • the accelerometer 800 is preferably directly implanted on the common module of
  • the power supply and signal processing module 82 provides on the one hand the power supply of the modules 55, 62 and on the other hand the impedance adaptations allowing the transfer of the power supplies. signals measured outboard of the axle box. This transfer is provided by a connection cable 84 provided with a connection interface plug 86. As illustrated in FIG. 6A, the plug cable 86 passes through the cover 16 radially at a leak-proof crossing 88. cable 84 is provided with a sheath which is inserted into one or more retention notches 184 provided inside the cover 16.
  • the measuring module (s) integrating the thermal sensor (s) is advantageous for the measuring module (s) integrating the thermal sensor (s) to be arranged in the maximum load bearing area of the bearing. In an application for railway axle, this zone defined in an angular sector of +/- 30 ° on either side of a vertical plane having the axis of rotation of the bearing.

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Abstract

Un assemblage pour roulement, notamment de boîte d'essieu ferroviaire, comporte un déflecteur métallique annulaire (30) fixe fermant au moins partiellement un volume intérieur (28) du roulement, le déflecteur étant pourvu d'au moins une fenêtre (46), et une paroi amagnétique (48) fermant la fenêtre de façon étanche. La paroi amagnétique a une épaisseur plus faible que l'épaisseur du déflecteur. Un module de mesure magnétique (55) est disposé en face de la fenêtre, à l'extérieur du roulement. Ce module est intégré à un support d'instrumentation (54) fixé au carter et disposé entre le roulement et le carter de la boîte d'essieu.

Description

ROULEMENT INSTRUMENTE, ASSEMBLAGE POUR UN TEL ROULEMENT ET PROCÉDÉ DE MONTAGE ASSOCIÉ
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à l'instrumentation d'un roulement, et notamment d'un roulement de grandes dimensions tel que, par exemple, un roulement de boîte d'essieu de véhicule ferroviaire. Par instrumentation, on entend ici la mise en place de moyens de mesure de certains paramètres de fonctionnement du roulement.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Dans le document FR 2 669 598 est décrite une boîte d'essieu de chemin de fer pourvue d'un roulement conique protégé par un déflecteur fixe solidaire d'une bague extérieure du roulement et par un déflecteur tournant solidaire d'une bague intérieure du roulement, les deux déflecteurs délimitant entre eux un labyrinthe constituant une perte de charge entre un volume intérieur du roulement et un volume extérieur délimité par un carter de la boîte d'essieu. Un module de mesure de la vitesse de rotation du roulement est intégré à la boîte d'essieux. Ce module comporte un anneau codeur solidaire du déflecteur tournant et un capteur fixé au déflecteur fixe dans le volume intérieur du roulement, en regard et à distance d'entrefer du codeur, la connectique du capteur traversant le déflecteur fixe pour relier le capteur à une interface de connexion électrique traversant le carter de la boîte d'essieu.
[0003] Ce type de montage, s'il permet un entrefer réduit, ne va pas sans poser des problèmes d'étanchéité à la traversée du déflecteur fixe. De plus, il ne se prête pas au montage de capteurs multiples à la périphérie du roulement, chaque capteur devant alors être pourvu de sa propre connectique de sortie au travers du carter de boîte d'essieu. Il apparaît particulièrement inadapté au montage d'une pluralité de modules de mesure de vitesse pour assurer une redondance de mesure. Enfin, il nécessite de monter les modules capteur sur le roulement avant de monter le roulement dans le carter boîte d'essieu et de refermer le carter. Cette séquence de montage n'est pas toujours aisée notamment dans la phase de montage de la connectique qui doit traverser le carter, du fait de la faible longueur des câbles.
[0004] Par ailleurs, ce type de montage pose des problèmes de perturbation électromagnétique. En effet, les roulements de boîtes d'essieux ferroviaires peuvent être traversés par des courants électriques d'intensité et de fréquence élevées, qui génèrent des courants de Foucault dans les déflecteurs, si ceux-ci sont conducteurs.
EXPOSE DE L'INVENTION [0005] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment de résoudre le problème d'étanchéité rencontré au niveau du passage de la connectique du capteur au travers du déflecteur fixe.
[0006] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un assemblage à roulement, comportant :
- un carter ;
- un roulement disposé dans le carter, le roulement comportant :
une bague et une pièce pourvues de chemins de roulement annulaires coaxiaux entre lesquels sont disposés des corps roulants assurant une rotation relative entre la pièce et la bague autour d'un axe de rotation ; un déflecteur métallique annulaire fermant au moins partiellement un volume intérieur situé entre la bague et la pièce, le déflecteur présentant une face intérieure tournée vers le volume intérieur et une face extérieure, le déflecteur étant pourvu d'au moins une fenêtre définissant une ouverture entre la face extérieure et la face intérieure ; et une paroi amagnétique ayant une face extérieure tournée à l'opposé du volume intérieur et apposée sur la face intérieure du déflecteur tout en obturant l'ouverture de manière étanche, et une face intérieure tournée vers le volume intérieur, la paroi amagnétique ayant une épaisseur, mesurée entre la face extérieure et la face intérieure de la paroi, plus faible que la distance entre la face extérieure et la face intérieure du déflecteur mesurée au niveau du rebord de la fenêtre ; et
- un support d'instrumentation fixé au carter et disposé entre le roulement et le carter, le support d'instrumentation comportant un corps et au moins un capteur magnétique fixé au corps et disposé dans la fenêtre, face à la face extérieure de la paroi amagnétique, le carter et le corps du support d'instrumentation étant pourvus de moyens de positionnement angulaire du support d'instrumentation par rapport au carter autour de l'axe de rotation, le carter et le roulement étant pourvus de moyens de positionnement angulaire du déflecteur par rapport au carter autour de l'axe de rotation.
[0007] La paroi amagnétique permet de disposer un capteur magnétique à l'extérieur du volume intérieur délimité par le déflecteur, assurant ainsi une étanchéité parfaite. Son épaisseur réduite et sa position au niveau de la paroi intérieure du déflecteur permettent de réaliser un entrefer minimum entre codeur et capteur de part et d'autre de la paroi. La présence d'une fenêtre permet en outre de rendre la dimension de l'entrefer, essentiellement définie par l'épaisseur de la paroi amagnétique, indépendante de l'épaisseur du déflecteur. Or l'épaisseur du déflecteur doit garantir sa rigidité et croît nécessairement avec le diamètre du roulement. Ainsi l'architecture proposée permet-elle de proposer une gamme de roulements de diamètres différents mais conservant une épaisseur de paroi amagnétique constante, donc un entrefer constant et un capteur magnétique commun.
[0008] Le corps du support d'instrumentation permet de rendre indépendants l'un de l'autre le montage du capteur magnétique et le montage du roulement. Le support d'instrumentation peut alors être préassemblé dans le carter, le cas échéant dans un atelier distinct de celui dans lequel le montage final du roulement et du carter on lieu. Le montage est facilité par les moyens de positionnement angulaire entre le roulement et le carter, permettant le positionnement angulaire de la fenêtre du déflecteur. De même, on prévoit des moyens d'indexation angulaire entre le corps du support d'instrumentation et le carter, de manière à positionner le capteur en face de la fenêtre.
[0009] Préférentiellement, le roulement comporte en outre un codeur annulaire magnétique multipolaire disposé à l'intérieur du volume intérieur, la fenêtre étant disposée en regard du codeur. Le codeur annulaire peut être fixé à un déflecteur complémentaire délimitant avec le déflecteur un labyrinthe. Le déflecteur et le déflecteur complémentaire peuvent être fixés l'un à la bague et l'autre à la pièce. Ces dispositions facilitent le montage et l'intégration des divers éléments du roulement.
[0010] Dans un mode de réalisation, le codeur comporte une pluralité de paires de pôles équirépartis définissant une longueur polaire entre deux pôles adjacents, le rebord de la fenêtre ayant une dimension mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation qui est supérieure à la longueur polaire. Cette dimension sera de préférence de l'ordre de 1 à 4 longueurs polaires, la limitation supérieure étant essentiellement liée à la rigidité mécanique du déflecteur.
[0011] Le déflecteur pourra être pourvu d'au moins une deuxième fenêtre délimitée par un rebord et définissant une deuxième ouverture entre la face extérieure et la face intérieure, le roulement comportant en outre une deuxième paroi amagnétique fermant la deuxième fenêtre de façon étanche, la deuxième paroi ayant une face extérieure tournée à l'opposé du volume intérieure et apposée sur la face intérieure du déflecteur au niveau du rebord de la deuxième ouverture, et une face intérieure tournée vers le volume intérieur, la deuxième paroi amagnétique ayant une épaisseur, mesurée entre la face extérieure et la face intérieure de la paroi, plus faible que la distance entre la face extérieure et la face intérieure du déflecteur mesurée au niveau du rebord de la deuxième fenêtre. [0012] La présence de cette deuxième fenêtre permet d'installer un deuxième capteur magnétique, par exemple pour assurer une redondance de mesure.
[0013] La première paroi et la deuxième paroi pourront être distinctes ou constituer des parties d'un même anneau recouvrant la face intérieure du déflecteur.
[0014] Préférentiellement, la paroi est en matériau électriquement isolant, afin de limiter les courants de Foucault à proximité du capteur, notamment si le déflecteur est conducteur.
[0015] Le déflecteur peut être réalisé par emboutissage d'une tôle par exemple d'acier doux zingué.
[0016] La bague est une bague extérieure pourvue d'au moins un chemin de roulement extérieur et la pièce intérieure est pourvue d'au moins un chemin de roulement intérieur. On entend par bague extérieure notamment une bague extérieure de roulement à rouleaux coniques. La pièce intérieure pourra être une bague intérieure ou un arbre.
[0017] On peut envisager de monter un capteur magnétique directement sur la face extérieure de la paroi amagnétique.
[0018] Alternativement, on préfère monter le ou les capteurs magnétiques sur un support indépendant du roulement et du déflecteur. Il est alors avantageux de prévoir des moyens de positionnement angulaire du déflecteur par rapport à un carter de logement du roulement.
[0019] L'assemblage peut comporter une pluralité de modules de mesure, le corps du support d'instrumentation comportant une pluralité de logements pour loger chacun un des modules de mesure, l'un des modules de mesure comportant le capteur magnétique. Le corps du support d'instrumentation rassemble alors l'ensemble des moyens de mesure du roulement, pouvant inclure, outre des capteurs magnétiques sensibles à la vitesse du roulement ou à sa position, un ou plusieurs capteurs de température, un ou plusieurs accéléromètres et/ou, s'il s'agit d'un roulement immergé, de niveau d'huile.
[0020] Pour le positionnement des capteurs de vibration, le carter offre l'avantage, par rapport à un déflecteur du roulement, de limiter les modes de vibration parasites, le carter étant une pièce massive beaucoup plus rigide que le déflecteur et présentant une première fréquence propre nettement plus élevée que le spectre de fréquences surveillé pour la maintenance préventive des roulements.
[0021] Avantageusement, on peut prévoir, pour l'un des modules de mesure au moins, un circuit imprimé équipé d'un composant électronique capteur, disposé à l'intérieur d'un tiroir venant s'insérer dans l'un des logements. Le montage devient alors particulièrement aisé et se prête à la standardisation des modules de mesure, indépendamment des dimensions du support d'instrumentation. Le tiroir est préférablement constitué en matériau conducteur amagnétique relié électriquement à la masse de l'assemblage ou à la terre, afin de réaliser une cage de Faraday. Le module de mesure peut également comporter un insert en matériau synthétique élastique disposé dans le tiroir et pourvu d'une pince élastique de fixation du circuit imprimé. Ici encore, la simplicité du montage est privilégiée.
[0022] La pluralité de modules de mesure comporte au moins deux modules de mesure comportant chacun au moins un capteur magnétique, le but étant dans ce cas d'assurer une redondance de mesure.
[0023] Avantageusement, on peut prévoir que les modules de mesure soient reliés électriquement à un module commun d'alimentation électrique et d'adaptation des signaux, logé dans le support d'instrumentation.
[0024] Un câble de connexion semi-rigide supporté par e support d'instrumentation et pourvue d'une interface de connexion traversant une ouverture du carter peut être également prévu. Pour faciliter le montage, le câble de connexion s'étend de préférence parallèlement à l'axe de rotation, l'interface de connexion faisant saillie soit radialement par rapport au câble de connexion pour traverser une paroi radiale du carter, soit axialement pour traverser une paroi du carter perpendiculaire à l'axe de rotation.
[0025] Le corps du support d'instrumentation peut avantageusement être constitué par une couronne annulaire coaxiale avec le roulement, ce qui permet de disposer un grand nombre de capteurs.
[0026] L'assemblage ainsi décrit est particulièrement adapté aux roulements de grandes dimensions, et notamment aux boîtes d'essieux ferroviaires.
[0027] Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci vise également un support d'instrumentation pour un assemblage à roulement, notamment un roulement tel que décrit précédemment, ce support comportant :
un corps en matériau amagnétique pourvu de moyens de fixation du support à un boîtier et de logements répartis à la périphérie du corps ; des modules de mesures disposés dans les logements ; - un module commun d'alimentation et/ou de traitement des signaux des modules de mesure ; un câble de connexion semi-rigide reliant le module commun à une interface de connexion électrique.
[0028] Le câble de connexion est préférablement semi-rigide, c'est-à-dire flexible, mais résistant tout de même à la déformation et ne se déformant pas sous son propre poids.
[0029] Dans un mode de réalisation, le corps est annulaire, formant une couronne. Le câble de connexion peut avantageusement s'étendre parallèlement à l'axe de la couronne, l'interface de connexion faisant par exemple saillie radialement par rapport au câble de connexion. Alternativement, le corps peut s'étendre en croissant. [0030] Le corps du support d'instrumentation peut avantageusement être réalisé en polyamide, ou en un autre matériau isolant, notamment synthétique, dans la mesure où les modules de mesure ont leur propre blindage électrique. Alternativement, le corps peut être réalisé en aluminium, réalisant ainsi un blindage électrique pour les modules de mesure.
[0031] Le support d'instrumentation peut comporter en outre une pluralité de modules de mesure, le corps du support d'instrumentation comportant une pluralité de logements pour loger chacun un des modules de mesure, l'un des modules de mesure comportant le capteur magnétique. L'un au moins des modules de mesure peut comporter un circuit imprimé équipé d'un composant électronique capteur, disposé à l'intérieur d'un tiroir venant s'insérer dans l'un des logements. Le tiroir peut être constitué en matériau conducteur amagnétique relié électriquement à la masse de l'assemblage ou à la terre. Le tiroir peut comporter en outre un insert en matériau synthétique élastique pourvu d'une pince élastique de fixation du circuit imprimé. La pluralité de modules de mesure peut comporter en outre un module de mesure de température et/ou un ou plusieurs accéléromètres. Selon une variante, la pluralité de modules de mesure comporte au moins deux modules de mesure comportant chacun un capteur magnétique.
[0032] Par ailleurs, l'invention a également trait à un procédé d'assemblage de l'assemblage précédent, comportant une étape de montage du support dans un couvercle du carter, suivi d'une étape de montage du couvercle de carter sur le corps de carter dans lequel se trouve le roulement. Le procédé peut comporter en outre une étape de montage du roulement dans le corps de carter, incluant une étape de positionnement angulaire du roulement par rapport au corps de carter, permettant d'assurer le bon positionnement du capteur magnétique dans la fenêtre du déflecteur.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0033] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : les figures 1A et 1 B, deux vues en coupe axiale d'un assemblage selon l'invention ; les figures 2A à 2D diverses vues d'un déflecteur de l'assemblage de la figure 1 selon une première variante ; - les figures 3A à 3C diverses vues d'un déflecteur de l'assemblage de la figure 1 selon une deuxième variante ; les figures 4A et 4B deux vues en perspective d'un support d'instrumentation de l'assemblage de la figure 1 ; les figures 5A et 5B deux vues en coupe d'un module de mesure inséré dans le support d'instrumentation de la figure 4 ; les figures 6A et 6B une troisième variante, comportant une pluralité de support d'instrumentation ; la figure 7, un support d'instrumentation de la variante de la figure 6 ; la figure 8, une section selon le plan VIII-VIII de la figure 7.
[0034] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
[0035] En référence aux figures 1A et 1 B, l'extrémité d'un arbre d'essieu ferroviaire 10, par exemple d'un essieu de bogie, est logée dans une boîte d'essieu sur laquelle repose le châssis du bogie (non représenté) par l'intermédiaire de la suspension primaire du bogie (non représentée). La boîte forme un carter 12 composé du corps 14 de la boîte et d'un couvercle 16. L'arbre
10 tourillonne autour d'un axe géométrique 100 dans un roulement 17 conique comportant une bague extérieure ou coupelle fixe 18 solidaire du corps 14 de la boîte d'essieu, une bague intérieure tournante ou cône 20 solidaire de l'arbre, ces deux bagues définissant des chemins de roulement tronconiques 22, 24, pour des rouleaux coniques 26. Le positionnement angulaire de la bague extérieure 18 par rapport au corps 14 du carter est réalisé par un index 19 pénétrant dans une rainure correspondante du corps 14. [0036] Les deux bagues 18, 20 du roulement délimitent entre elles un volume intérieur 28 du roulement, fermé axialement par un déflecteur fixe 30 emmanché intérieurement dans un chambrage 32 de la bague fixe, et un déflecteur complémentaire rotatif 34. Le déflecteur rotatif 34 est maintenu en appui contre la bague intérieure 20 par une coupelle 36 fixée à l'extrémité de l'arbre 10 par des vis non représentées. Un rebord du déflecteur fixe 30 pénètre entre le déflecteur rotatif 34 et la coupelle 36 pour définir un labyrinthe constituant une perte de charge 38 entre le volume intérieur du roulement 28 et le volume extérieur 40 défini à l'extérieur du roulement dans la boîte d'essieu, et notamment entre le couvercle 16 et le roulement.
[0037] Le déflecteur fixe 30, illustré sur les figures 2A à 3C, peut être fabriqué en tôle emboutie et comporte une face intérieure 42 tournée vers le volume intérieur 28 du roulement et une face extérieure 44 tournée vers le volume extérieur 40. Le déflecteur est pourvu d'une encoche 45 permettant son positionnement angulaire dans la bague extérieure 18 par coopération avec un relief correspondant de la bague. Le déflecteur est percé de fenêtres 46 au nombre de six, équiréparties sur sa périphérie. Chaque fenêtre constitue une ouverture entre la face extérieure 44 et la face intérieure 42 du déflecteur.
[0038] Selon une première variante représentée sur les figures 2A à 2D, les fenêtres 46 sont refermées par un anneau constituant une paroi amagnétique 48 dont une face extérieure 50 est apposée sur la face intérieure 42 du déflecteur fixe, et une face intérieure 52 est tournée vers le volume intérieur 28 du roulement.
La paroi 48 comporte elle-même des fenêtres 49 qui sont destinées à venir se placer en regard de la face pleine 42 du déflecteur. Leur fonction sera discutée plus loin, mais on comprend qu'elles n'entravent en rien l'étanchéité de l'ensemble réalisé par le déflecteur et la paroi annulaire.
[0039] La paroi 48 peut être collée à la paroi intérieure 42 du déflecteur, notamment sur le pourtour des fenêtres 46, de manière à fermer celles-ci de façon étanche. L'épaisseur E1 de la paroi amagnétique 48, mesurée entre les faces intérieure 52 et extérieure 50, est par exemple comprise entre 0,02 mm et 3 mm, et est en tout état de cause inférieure à l'épaisseur E2 du rebord de la fenêtre, constatée entre la face intérieure et la face extérieure du déflecteur fixe.
[0040] Selon une deuxième variante, représentée sur les figures 3A à 3C, le déflecteur 30, identique à celui de la première variante, est équipé de parois amagnétiques individualisées 148 venant fermer individuellement chacune des fenêtre 46, ayant chacune une face intérieure 150 et une face extérieure 152 dont le pourtour est plaqué et collé sur la face intérieure 42 du déflecteur. Des espaces 149 sont préservés entre les parois 148.
[0041] Un codeur magnétique annulaire 53 est fixé à la bague rotative 20 par l'intermédiaire d'une rondelle 56 sertie à l'extrémité axiale de la bague 20. Ce codeur 53 comporte une succession de pôles magnétiques alternés, qui peuvent par exemple être équirépartis de manière à définir une longueur polaire Lp. Ce type de codeur est parfaitement connu dans l'état de la technique et couramment employé pour les mesures de vitesse et d'angle de rotation des arbres et des roulements. Un exemple de ce type de codeur peut être trouvé si nécessaire dans le document FR 2 669 598 dont la description est sur ce point incorporée ici par référence. Le codeur 53 est disposé de manière à se trouver en regard et à faible distance d'au moins une des fenêtres 46.
[0042] Dans le cadre de la première variante, les fenêtres 49 ont pour fonction de définir des renfoncements en direction radiale, qui permettent, malgré la proximité entre le codeur 53 et la paroi 48, de limiter le frottement fluide exercé par le lubrifiant présent dans le roulement. La même fonction est réalisée par les espaces 149 dans la deuxième variante de réalisation des parois.
[0043] À l'extérieur de l'une au moins des fenêtres 46, et directement en regard de la face extérieure 50 de la paroi amagnétique 48 à faible distance de celle-ci se trouve disposé un module de mesure magnétique 55. Ce module de mesure magnétique 55 est intégré à une couronne d'instrumentation 54 illustrée sur les vues des figures 4A et 4B. La couronne d'instrumentation est pourvue d'une portée cylindrique 57 insérée dans une portée cylindrique 58 complémentaire du couvercle 16 du carter. Le positionnement angulaire et la fixation de la couronne 54 sont assurés par l'intermédiaire de vis de fixation (non représentées) insérées dans des alésages 83 du corps de la couronne et des trous filetés correspondants (non représentés) sur le couvercle. La couronne 54 est pourvue de logements 60 constitués par des alésages cylindriques partiellement ouverts sur un plan parallèle à leur axe, pour recevoir le module de mesure magnétique 55 ainsi que d'autres modules de mesure 62 si nécessaire, comportant par exemple des capteurs magnétiques ou des capteurs de température.
[0044] La structure des modules de mesure, et en particulier du module de mesure magnétique 55, est représentée sur les figures 5A et 5B. Le module de mesure magnétique 55 comporte un circuit imprimé 64 sur lequel est monté un circuit intégré à application spécifique (ASIC) 66. L'ASIC comporte de préférence une pluralité d'éléments sensibles disposés suivant une ou deux rangées, et constitue globalement un capteur magnétique. Le circuit imprimé 64 est au moins partiellement inséré dans un tiroir 68 constitué par une coque métallique amagnétique cylindrique à base en forme de croissant, fermée aux extrémités et équipée d'un insert en matière synthétique 72. L'insert occupe la partie bombée de l'intérieur de la coque et présente une languette élastique 74 faisant saillie vers la paroi plane 76 de la coque. Le circuit imprimé 64 peut ainsi être inséré par coulissement au travers d'une fente 70 dans la coque parallèlement à la paroi plane 76, l'ASIC 66 étant maintenu plaqué au contact de la paroi plane 76 de la coque par l'action de la languette élastique 74 déformée sur le circuit imprimé 64, pendant qu'est injectée une résine 78 qui fixe les éléments en position. Le module capteur 55 ainsi constitué par le tiroir 68 équipé du circuit imprimé 64 peut ensuite être glissé dans le logement 60 prévu dans la couronne.
[0045] Le circuit imprimé est relié par un câble électrique 80 à un module commun d'alimentation électrique et de traitement du signal commun 82 logé dans la couronne. Un blindage du module de capteur est réalisé en reliant la coque 68 à la masse du module d'alimentation par le blindage 81 du câble électrique 80. Le module d'alimentation électrique et de traitement du signal 82 est commun à l'ensemble des modules de mesure 55, 62 et assure d'une part leur alimentation électrique et d'autre part les adaptations d'impédance permettant le transfert des signaux mesurés vers l'extérieur de la boîte d'essieu. Ce transfert est assuré par un câble de connexion 84 pourvu d'une fiche d'interface de connexion 86. Comme illustré en particulier sur la figure 1A, la fiche 86 traverse le couvercle 16 radialement au niveau d'une traversée étanche 88. Le câble 84 est pourvu d'une gaine semi-rigide, qui assure une orientation du câble globalement parallèle à l'axe de la couronne et à l'axe de rotation du roulement.
[0046] Grâce à la faible épaisseur E1 de la paroi amagnétique 48 et la faible distance entre la paroi amagnétique 48 et le codeur 54, l'entrefer entre l'ASIC 66 et le codeur est faible et maîtrisé, ce qui permet une lecture de qualité des données magnétiques du codeur par I1ASIC au travers de la paroi amagnétique 48 et de la coque amagnétique blindée 68. Pour optimiser la lecture, la longueur Lf de la fenêtre mesurée perpendiculairement au plan des figures 1A et 1 B est préférentiellement du même ordre de grandeur que la longueur polaire Lp, et sera comprise entre 1 et 4 longueurs polaires.
[0047] Le montage de la boîte d'essieu est effectué de la manière suivante. La couronne 54 équipée de ses modules capteurs 55, 62 est tout d'abord insérée, positionnée et fixée dans le couvercle 16 du carter par l'intermédiaire des vis traversant les alésages 83. Dans cette phase, il est aisé d'insérer la fiche d'interface de connexion 86 dans la traversée 88. Parallèlement, le roulement 17 est monté dans le corps de boîte 14 de la manière habituelle, le roulement étant indexé en position par rapport au corps 14 par l'intermédiaire de l'index 19, le déflecteur étant lui-même indexé angulairement par rapport à la bague fixe 18 du roulement, par l'intermédiaire de l'encoche 45. Une fois ces deux opérations réalisées, il reste à fermer le carter en positionnant le couvercle 16 sur le corps 14 de la boîte, de sorte à aligner l'axe de rotation du roulement 17 et l'axe de la couronne 54.
[0048] Naturellement, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit. Elle est notamment applicable à tout type de roulement, par exemple un roulement à billes, ou à rouleaux cylindriques. Le roulement peut comporter une bague extérieure fixe ou tournante, et une pièce intérieure qui peut être une bague intérieure ou un arbre.
[0049] On peut également envisager de mettre en œuvre l'invention avec une butée à roulement, notamment de grande dimension, par exemple un roulement de pivot de bogie ou de grue.
[0050] Suivant les applications, les capteurs magnétiques seront mis en œuvre de manière privilégiée pour la mesure de vitesse de rotation ou d'angle de rotation absolu ou relatif. On peut également envisager grâce aux capteurs magnétiques tout autre type de mesure de déplacement, notamment axial, d'une partie du roulement par rapport à l'autre.
[0051] L'orientation de la fenêtre peut être radiale comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, ou axiale. Le nombre de fenêtres et leur répartition à la périphérie du déflecteur fixe peuvent être choisis en fonction du nombre de capteurs potentiellement utilisés. On peut également prévoir des parois amagnétiques 48 indépendantes les unes des autres pour chaque fenêtre 46. Selon une variante, le codeur peut être fixé directement au déflecteur rotatif 66.
[0052] Par ailleurs, le support d'instrumentation peut avoir une forme qui ne soit pas annulaire, notamment si le nombre de modules de mesure est réduit.
[0053] L'indexation angulaire de la fenêtre 46 peut être réalisée par tout moyen approprié. Il peut s'avérer intéressant notamment de prévoir des reliefs d'indexation du déflecteur, sous forme d'une patte radiale par exemple, coopérant directement avec un relief, par exemple une encoche, du corps de carter 14.
[0054] Sur les figures 6A et 6B est représenté une variante comportant deux supports d'instrumentation 154A, 154B, fixés à l'intérieur d'un carter 16 de boîte d'essieu de véhicule ferroviaire. Le positionnement angulaire et la fixation de chaque support d'instrumentation 154A, 154B sont assurés par l'intermédiaire de vis de fixation (non représentées) insérées dans des trous lisses 83 du corps des supports 154A, 154B, et des trous filetés correspondants sur le couvercle 16. Le couvercle 16 est pourvu d'une encoche 145 servant d'index et permettant de positionner le déflecteur 30, représenté sur la figure 6B, pourvu d'un bossage d'indexation correspondant 245 et de fenêtres 46 fermées par une paroi amagnétique 48.
[0055] L'un des supports d'instrumentation 154A, en forme de croissant, a été représenté sur la figure 7. Le support comporte un fond 254 formant boîtier en matériau amagnétique, en l'espèce en aluminium, pour accueillir deux modules de mesure magnétique 55, 62, le fond 254 étant fermé par un couvercle 354.
[0056] L'un et/ou l'autre des modules 55, 62 peut le cas échéant assurer de plus une mesure thermique et/ou une mesure accélérométrique grâce à un accéléromètre 800. Les modules 55, 62 comportent chacun un circuit imprimé 64, supportant au moins un circuit intégré à application spécifique 66, du même type que celle décrite en lien avec le premier mode de réalisation. Les modules 55 et 62 forment des tiroirs qui sont glissés dans des glissières 170 prévues dans des logements 60 formés dans le corps du support 154A. Comme on le distingue sur la figure 6A, le fond 254 comporte des protubérances 260 qui permettent un approfondissement des logements 60, de sorte que les ASIC 66 se trouvent en saillie axiale vers le roulement (non représenté) en regard des fenêtres 46.
[0057] Chaque module 55 et 62 est relié par des broches de connexion 180 à un module commun d'alimentation électrique et de traitement du signal 82 logé sous le couvercle 354. L'accéléromètre 800 est de préférence directement implanté sur le module commun d'alimentation électrique et de traitement du signal 82. Le module d'alimentation électrique et de traitement du signal 82 assure d'une part l'alimentation électrique des modules 55, 62 et d'autre part les adaptations d'impédance permettant le transfert des signaux mesurés vers l'extérieur de la boîte d'essieu. Ce transfert est assuré par un câble de connexion 84 pourvu d'une fiche d'interface de connexion 86. Comme illustré sur la figure 6A, le câble à fiche 86 traverse le couvercle 16 radialement au niveau d'une traversée étanche 88. Le câble 84 est pourvu d'une gaine qui est insérée dans une ou plusieurs encoches 184 de maintien, prévues à l'intérieur du couvercle 16.
[0058] Dans cette variante, deux supports d'instrumentation 154A et 154B ont été représentés. Toutefois, on peut également prévoir une variante avec le seul support d'instrumentation 154A, ou avec plus de deux supports d'instrumentation.
[0059] Si une mesure de température est souhaitée, on a intérêt à ce que le ou les modules de mesure intégrant le ou les capteurs thermiques soient disposés dans la zone de charge maximale du roulement. Dans une application pour essieu ferroviaire, cette zone définie dans un secteur angulaire de +/- 30° de part et d'autre d'un plan vertical comportant l'axe de rotation du roulement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Assemblage à roulement, comportant : - un carter (12) ;
- un roulement (17) disposé dans le carter, le roulement comportant :
- une bague (18) et une pièce (20) pourvues de chemins de roulement annulaires coaxiaux (22, 24) entre lesquels sont disposés des corps roulants (26) assurant une rotation relative entre la pièce et la bague autour d'un axe de rotation (100) ;
- un déflecteur métallique annulaire (30) fixe fermant au moins partiellement un volume intérieur (28) situé entre la bague et la pièce, le déflecteur présentant une face intérieure (42) tournée vers le volume intérieur et une face extérieure (44), le déflecteur étant pourvu d'au moins une fenêtre (46) définissant une ouverture entre la face extérieure et la face intérieure ; et
- une paroi amagnétique (48) ayant une face extérieure (50) tournée à l'opposé du volume intérieur et apposée sur la face intérieure du déflecteur tout en obturant l'ouverture de manière étanche, et une face intérieure (52) tournée vers le volume intérieur, la paroi amagnétique ayant une épaisseur, mesurée entre la face extérieure et la face intérieure de la paroi, plus faible que la distance entre la face extérieure et la face intérieure du déflecteur mesurée au niveau du rebord de la fenêtre,
- un support d'instrumentation (54) fixé au carter (12) et disposé entre le roulement et le carter, le support d'instrumentation comportant un corps et au moins un capteur magnétique fixé au corps et disposé dans la fenêtre, face à la face extérieure de la paroi amagnétique, le carter et le corps du support d'instrumentation étant pourvus de moyens de positionnement angulaire (83) du support d'instrumentation par rapport au carter autour de l'axe de rotation, le carter et le roulement étant pourvus de moyens de positionnement angulaire (145, 245) du déflecteur par rapport au carter autour de l'axe de rotation.
2. Assemblage selon la revendication 1 , comportant en outre un codeur annulaire magnétique multipolaire (44) disposé à l'intérieur du volume intérieur, la fenêtre étant disposée en regard du codeur.
3. Assemblage selon la revendication 2, dans lequel le codeur annulaire est fixé à un déflecteur complémentaire, le déflecteur complémentaire (34) délimitant avec le déflecteur un labyrinthe.
4. Assemblage selon la revendication 3, dans lequel le déflecteur et le déflecteur complémentaire sont fixés l'un à la bague et l'autre à la pièce.
5. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le codeur comporte une pluralité de paires de pôles équirépartis définissant une longueur polaire entre deux pôles adjacents, le rebord de l'ouverture ayant une dimension mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation qui est supérieure à la longueur polaire.
6. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, le déflecteur étant pourvu d'au moins une deuxième fenêtre (46) délimitée par un rebord et définissant une deuxième ouverture entre la face extérieure et la face intérieure, le roulement comportant en outre une deuxième paroi amagnétique (48) fermant la deuxième fenêtre de façon étanche, la deuxième paroi ayant une face extérieure tournée à l'opposé du volume intérieure et apposée sur la face intérieure du déflecteur au niveau du rebord de la deuxième ouverture, et une face intérieure tournée vers le volume intérieur, la deuxième paroi amagnétique ayant une épaisseur, mesurée entre la face extérieure et la face intérieure de la paroi, plus faible que la distance entre la face extérieure et la face intérieure du déflecteur mesurée au niveau du rebord de la deuxième fenêtre.
7. Assemblage selon la revendication 6, dans lequel la première paroi et la deuxième paroi sont distinctes.
8. Assemblage selon la revendication 6, dans lequel la première et la deuxième paroi constituent des parties d'un même anneau recouvrant la face intérieure du déflecteur.
9. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comportant en outre au moins un deuxième support d'instrumentation fixé au carter (12) et disposé entre le roulement et le carter, le support deuxième d'instrumentation comportant un corps et au moins un capteur magnétique fixé au corps et disposé dans la deuxième fenêtre, face à la face extérieure de la deuxième paroi amagnétique, le carter et le corps du deuxième support d'instrumentation étant pourvus de moyens de positionnement angulaire du deuxième support d'instrumentation par rapport au carter autour de l'axe de rotation.
10. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, la paroi étant en matériau isolant.
11. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le déflecteur est réalisé par emboutissage d'une tôle.
12. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support d'instrumentation (54) fixé à un couvercle (16) du carter (12).
13. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bague est une bague extérieure pourvue d'au moins un chemin de roulement extérieur et la pièce intérieure est pourvue d'un chemin de roulement intérieur.
14. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support est sans contact avec le roulement.
15. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une pluralité de modules de mesure (52, 62), le corps du support d'instrumentation comportant une pluralité de logements (60) pour loger chacun un des modules de mesure, l'un des modules de mesure comportant le capteur magnétique.
16. Assemblage selon la revendication 15, l'un au moins des modules de mesure comportant un circuit imprimé (64) équipé d'un composant électronique capteur (66), disposé à l'intérieur d'un tiroir (68) venant s'insérer dans l'un des logements.
17. Assemblage selon la revendication 16, dans lequel le tiroir est constitué en matériau conducteur amagnétique relié électriquement à la masse de l'assemblage ou à la terre.
18. Assemblage selon la revendication 16 ou la revendication 17, dans lequel le tiroir comporte en outre un insert (72) en matériau synthétique élastique pourvu d'une pince élastique (74) de fixation du circuit imprimé.
19. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel la pluralité de modules de mesure comporte en outre un module de mesure de température.
20. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, dans lequel la pluralité de modules de mesure comporte au moins deux modules de mesure comportant chacun un capteur magnétique.
21. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, dans lequel les modules de mesure sont reliés électriquement à un module d'alimentation électrique et d'adaptation des signaux, logé dans le corps du support.
22. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 15 à 21 comportant en outre un câble de connexion semi-rigide supporté par le corps du support d'instrumentation et pourvu d'une interface de connexion traversant une ouverture du carter.
23. Assemblage selon la revendication 22, dans lequel le câble de connexion s'étend parallèlement à l'axe de rotation.
24. Assemblage selon la revendication 23, dans lequel l'interface de connexion fait saillie radialement par rapport au câble de connexion et traverse une paroi radiale du carter.
25. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps du support d'instrumentation a une forme annulaire.
26. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, constituant une boîte d'essieu ferroviaire.
27. Procédé d'assemblage d'un assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape de montage du roulement dans le corps de carter, comportant une étape de positionnement angulaire du roulement par rapport au corps de carter et une étape de montage du support dans un couvercle du carter, suivi d'une étape de montage du couvercle de carter sur le corps de carter dans lequel se trouve le roulement.
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