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PALIER A ROULEMENTS, EN PARTICULIER POUR CYLINDRES DE TRAVAIL DE LAMINOIRS A GRANDE VITESSE.
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La présente invention concerne un palier à roulements, en particulier pour cylindres de travail de laminoirs à grande vitesse, dans le cas duquel un tourillon de cylindre de travail est monté dans deux roulements à rouleaux tournant en cylindre comportant au moins une bague de roulement extérieure et au moins une bague de roulement intérieure, destinés à absorber la charge radiale, et dans un roulement à rouleaux tournant en oblique prévu entre les roulements à rouleaux tournant en cylindre et comportant au moins une bague de roulement extérieure, au moins une bague de roulement intérieure et, entre la ou les bagues de roulement extérieures et la ou les bagues de roulement intérieures, deux séries d'éléments de roulement tournant sur des chemins de roulement de la ou des bagues de roulement intérieures et de la ou des bagues de roulement extérieures,
destiné à absorber les charges axiales dans les deux sens, la bague de roulement extérieure ou les bagues de roulement extérieures de chacun des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre et la bague de roulement extérieure ou les bagues de roulement extérieures du roulement à rouleaux tournant en oblique étant serrées l'une à côté de l'autre par ajustement pressé dans le sens axial et dans le sens radial dans un passage commun d'une cage de laminoir, et la bague de roulement intérieure ou les bagues de roulement intérieures du roulement à rouleaux tournant en oblique prenant appui dans le sens axial par une.
face d'extrémité radiale sur une face d'extrémité correspondante de la
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bague de roulement intérieure du roulement à rouleaux tournant en cylindre correspondant, serrée dans le sens axial et dans le sens radial par ajustement pressé sur le tourillon.
Il existe déjà un palier à roulements du genre indiqué ci-dessus (connu par la publication allemande DE-AS 1 625 610) dans le cas duquel le roulement à éléments de roulement tournant en oblique se présente sous la forme d'un roulement à billes à rainures axiales à actions bilatérales dont les bagues de roulement sont serrées dans le sens radial et dans le sens axial par ajustement pressé dans le passage de la cage de laminoir, sur le tourillon du cylindre de travail. Les billes de ce roulement à billes à rainures axiales sont soumises à des charges non uniformes à la périphérie lorsque le tourillon, dans le cas de charges brusques au cours du fonctionnement, se place quelque peu en oblique à cause du jeu de roulement inévitable des deux roulements à éléments tournant en cylindre.
De plus, en cas de grande vitesse de rotation du cylindre de travail, les billes peuvent, étant donné l'action de la force de centrifugation, sortir des rainures de leurs chemins de roulement et se déplacer radialement vers l'extérieur. En ce qui concerne ce palier à roulements connu, il se présente donc le risque que les billes du roulement à billes à rainures axiales soient prématurément déficientes par suite de blocage et de surcharge.
Dans le cas d'un autre palier à roulements connu, un roulement à billes à deux séries de billes tournant en oblique, destiné à absorber les charges axiales dans les deux sens, est monté entre deux roulements à éléments de roulement tournant en cylindre (publication allemande DE-AS 2 247 983). Entre les bagues de roulement extérieures des deux roulements à éléments de roulement tournant en cylindre, il doit encore, dans ce cas, être complémentairement adapté un-manchon d'écartement qui se
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trouve radialement au-dessus des bagues de roulement extérieures du roulement à deux séries de billes tournant en oblique. La fabrication et le montage de ce palier à roulements sont par conséquent relativement onéreux.
A cela s'ajoute que le roulement à billes tournant en oblique comporte deux séries de billes dont les lignes d'action de force, qui leur sont radiales, s'écartent l'une de l'autre vers l'intérieur. Dans le cas de faibles positions en oblique prises par le tourillon au cours du fonctionnement, ces billes absorbent une partie de la charge brusque du tourillon du cylindre de travail et elles sont par endroits soumises à une charge radiale à la périphérie. Cette charge radiale supplémentaire du roulement à billes tournant en oblique est particulièrement nuisible s'il s'agit d'un palier à roulements pour le tourillon de cylindres de travail de laminoirs tournant rapidement, qui sont fortement chargés.
Le but de la présente invention, qui se caractérise :-en ce que les deux séries d'éléments de roulement du roulement à rouleaux tournant en oblique présentent des lignes d'action de force qui leur sont radiales et qui sont concourantes vers l'intérieur, - en ce que les éléments de roulement du roulement à rouleaux tournant en oblique sont prévus de façon à pouvoir se déplacer vers les deux côtés, transversalement par rapport au sens du roulement, sur l'un au moins de leurs deux chemins de roulement ;
- en ce que la bague de roulement intérieure ou les bagues de roulement intérieure du roulement à rouleaux tournant en oblique sont prévues, de façon à pouvoir se déplacer par glissement dans le sens en substance radial par leurs faces d'extrémité sur la face d'extrémité correspondante de la bague de roulement intérieure de l'un des roulements à rouleaux tournant en cylindre et sur la face d'extrémité correspondante de la bague de
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roulement intérieure de l'autre roulement à rouleaux tournant en cylindre, et - en ce que la ou les bagues de roulement intérieures du roulement à rouleaux tournant en oblique présentent, par rapport au tourillon du cylindre de travail, un jeu radial qui est supérieur au jeu de roulement radial de chacun des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre,
est de procurer un palier à roulements pour cylindres de travail de laminoirs à grande vitesse du genre indiqué dans le préambule de ce mémoire qui permette des charges extrêmement élevées dans le sens radial et dans le sens axial, même si, au cours du fonctionnement il se présente de faibles positions en oblique du tourillon du cylindre de travail par rapport au passage de la cage de laminoir. Le palier à roulements sera en outre de construction compacte et, en cas de remplacement du cylindre de travail, la cage de laminoir pourra être facilement retirée du tourillon avec les roulements correspondants.
Grâce à l'agencement qui est proposé par la présente invention, de faibles positions en oblique du tourillon dans le passage de la cage de laminoir, pouvant se présenter en raison d'un jeu de fonctionnement radial inévitable des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre, donneront lieu à une charge supplémentaire relativement faible au roulement à rouleaux tournant en oblique. La bague de roulement intérieure ou les bagues de roulement intérieures du roulement à rouleaux tournant en oblique pourront alors se déplacer en glissant sur la face d'extrémité d'appui dans le sens axial de la bague de roulement intérieure voisine en dominant le frottement de glissement.
Dans ce cas, il se produira un faible déplacement des éléments de roulement sur le
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chemin de roulement de leur bague de roulement extérieure et/ou de leur bague de roulement intérieure transversalement par rapport au sens du roulement. L'un des deux chemins de roulement des deux séries d'éléments de roulement est avantageusement prévu de façon à ne pas présenter de limite de guidage latérale, afin que les éléments de roulement puissent effectuer sans entrave ce faible déplacement latéral sur ce chemin de roulement.
Etant donné que la bague de roulement intérieure ou les bagues de roulement intérieures du roulement à rouleaux tournant en oblique peuvent se déplacer en glissant dans le sens radial par rapport au tourillon du cylindre de travail, entre les bagues de roulement intérieures des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre, le roulement à rouleaux tournant en oblique n'absorbera que les efforts axiaux se présentant au cours du fonctionnement.
D'avantageuses particularités de réalisation complémentaires de la présente invention qui caractérisent le palier à roulements faisant l'objet de celle-ci apparaîtront à la lecture des sous-revendications formulées en fin de ce mémoire.
Grâce à la particularité de réalisation de cette invention qui est énoncée dans la revendication 2, la position en oblique du tourillon du cylindre de travail peut se présenter dans de larges limites sans que les deux séries des éléments de roulement du roulement à rouleaux tournant en oblique puissent être bloquées sur leurs chemins de roulement.
La particularité de réalisation de la présente invention qui est indiquée dans la revendication 3, a pour effet que tous les roulements du palier pourront sans entrave être retirés du tourillon du cylindre de travail, avec la cage de laminoir, même si les bagues de roulement intérieures des roulements à rouleaux tour-
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nant en cylindre se sont enfoncées au cours du fonctionnement dans leur face d'appui cylindrique par suite d'usure due au glissement. La bague de roulement intérieure du roulement à rouleaux tournant en cylindre se trouvant du côté du cylindre de travail pourra alors notamment être déplacée axialement vers l'extérieur, sans entrave, au-dessus de la partie du tourillon présentant un décalage dans le sens radial vers l'intérieur.
De plus, tous les roulements ont un passage de dimension unitaire et il peut être utilisé des roulements présentant les dimensions principales habituelles.
Etant donné la particularité de réalisation de la présente invention qui est énoncée dans la revendication 4, les bagues de roulement intérieures de tous les roulements du palier peuvent être réglées sous une faible tension préalable et avec un faible jeu entre elles, et leur réglage peut être corrigé, à l'aide d'un écrou d'arbre unique prévu à l'extrémité du tourillon.
D'autres particularités de réalisation avanta- geuses, mais qui ne s'entendent pas indépendamment d'elles-mêmes, du palier à roulements faisant l'objet de la présente invention sont indiquées dans les revendications 5 à 9.
On donnera encore ci-après une explication plus amplement détaillée de la présente invention en décrivant deux exemples de réalisation du palier à roulements qui en fait l'objet, la description étant illustrée par les dessins annexés à ce mémoire, dans lesquels : - la figure l représente, par une vue en coupe longitudinale partielle, un palier à roulements prévu au côté de montage fixe du cylindre de travail d'un laminoir, et - la figure 2 représente, également par une vue en coupe longitudinale partielle, un palier à roule-
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ments répondant à une-variante de réalisation de la présente invention, prévu au côté de montage fixe du cylindre de travail d'un laminoir.
Sur la figure 1 des dessins ci-annexés, on a représenté-un cylindre de travail, désigné par le nombre de référence 1, d'un laminoir destiné au laminage de bandes à chaud, cylindre de travail qui peut être réglé dans le sens axial en service, ainsi qu'un tourillon, désigné par le nombre de référence 2, prévu au côté de montage fixe, c'est-à-dire au côté de service, de ce cylindre de travail l. Au côté opposé, qui est le côté de montage libre, c'est-à-dire le côté de commande, le cylindre de travail à est-monté, façon connue, dans un roulement à rouleaux tournant en tronc de cône à quatre séries de rouleaux (qui n'est pas représenté dans le dessin).
Le tourillon 2 est monté dans le passage cylindrique 6 d'une cage de laminoir 7 par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux tournant en cylindre, à une série de rouleaux chacun, roulements 3 et 4 qui sont destinés à absorber les charges radiales, et par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux tournant en tronc de cône ou en oblique, à deux séries de rouleaux, roulement 5 qui est prévu entre les deux roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4 et qui est destiné à absorber les charges axiales dans les deux sens.
Chacun des roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4 comporte une bague de roulement intérieure, formant un chemin de roulement intérieur cylindrique, la bague de roulement intérieure 10, pour le roulement à rouleaux tournant en cylindre 3, qui est serrée par ajustement pressé sur une face d'appui cylindrique 8 du tourillon 2, et de la bague de roulement intérieure 1H., pour le roulement à rouleaux tournant en cylindre 4, qui est serrée par ajustement pressé
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sur une face d'appui cylindrique 9 du tourillon 2, ainsi qu'une bague de roulement extérieure, formant un chemin de roulement extérieur cylindrique, la bague de roulement extérieure 12 pour le roulement à rouleaux tournant en cylindre 3, qui est serrée par ajustement pressé dans le passage 6 de la cage de laminoir 7,
et la bague de roulement extérieure 13, pour le roulement à rouleaux tournant en cylindre 4, qui est serrée par ajustement pressé dans le passage 6 de la cage de laminoir 7, et une série de rouleaux cylindriques 14, prévus pour rouler entre le chemin de roulement intérieur et le chemin de roulement extérieur correspondant.
Le roulement à rouleaux tournant en oblique 5 est formé d'une bague de roulement intérieure 15, qui présente deux chemins de roulement intérieurs, de deux bagues de roulement extérieures 16 et 17, qui présentent chacune un chemin de roulement extérieur, et de deux séries d'éléments de roulement tournant en oblique 18, montés suivant une allure en tronc de cône, qui sont prévues entre la bague de roulement intérieure 15 et les bagues de roulement extérieures 16 et 17. Chacune des séries d'éléments de roulement 18 roule entre un chemin de roulement intérieur de la bague de roulement intérieure 15 et un chemin de roulement extérieur de l'une des deux bagues de roulement extérieures 16 et 17.
Dans le cas considéré ici, il est encore prévu une bague d'écartement complémentaire 19, ajustée entre les deux bagues de roulement extérieures 16 et 17 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5, bague d'écartement 19 qui présente des passages de graissage 20 la traversant radialement. L'apport de l'agent de graissage (graisse ou huile) à l'intérieur du roulement à rouleaux tournant en oblique 5 a lieu par des canaux de graissage prévus dans la cage de laminoir 7 et par les passages de graissage 20.
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Les bagues de roulement extérieures 12 et 13 des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4 ainsi que les bagues de roulement extérieures 16 et 17 et la bague d'écartement 19 de roulement à rouleaux tournant en oblique 5 peuvent être pressées dans le sens axial dans le passage 6 du bâti 7 du laminoir et y être serrées par ajustement pressé. Aucun effort de montage dans le sens axial n'est dans ce cas produit dans les deux séries d'éléments de roulement 18 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5.
A l'aide de l'élément de fermeture interne 21, qui est fixé au moyen de vis 22 à-une face d'extrémité interne de la cage 7 du laminoir, les bagues de roulement extérieures 12, 13, 16 et 17, qui sont voisines l'une de l'autre, et la bague d'écartement 19 sont serrées et pressées dans le sens axial contre un épaulement fixe 23 prévu dans le passage 6 de la cage 7 du laminoir.
Aux deux côtés, la bague de roulement intérieure 15 présente des faces d'extrémité en substance radiale 24 qui prennent respectivement appui dans le sens axial sur une face d'extrémité opposée 25 du roulement à rouleaux tournant en cylindre voisin 3 et sur une face d'extrémité opposée 25 du roulement à rouleaux tournant en cylindre voisin 4.
La bague de roulement intérieure 10 du roulement à rouleaux tournant en cylindre 3, la bague de roulement intérieure Il du roulement à rouleaux tournant en cylindre 4 et la bague de roulement intérieure 15 de roulement à rouleaux tournant en oblique 5 sont prévues voisines l'une de l'autre sur le tourillon 2. La bague deroulement intérieure 10 du roulement à rouleaux tournant en cylindre 3, qui se trouve du côté du cylindre de travail l, prend appui dans le sens axial, par l'intermédiaire d'une bague à épaulement 26, sur une saillie radiale 27 que présente le cylindre de travail 1.
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A l'extrémité externe du tourillon 2, il est prévu un écrou d'arbre 28 oui-est. vissé dans le passage d'une bague d'extrémité 29 fixés sur le tourillon, de façon à ne pas pouvoir tourner, au moyen d'une clavette.
Cet écrou d'arbre 28 est serré, pour le réglage d'un faible jeu axial (jeu de déplacement) des bagues de roulement intérieures lO et 11 par rapport à la bague de roulement intérieure 15, à l'aide d'une bague de réglage 30, celle-ci pressant vers l'extérieur contre une bague d'appui 31, en deux parties, qui prend appui sur un épaulement du tourillon, et déplaçant la bague d'extrémité 29 dans le sens axial, vers l'intérieur, sur le tourillon, en direction de la bague de roulement intérieure 11. Après ce réglage des bagues de roulement intérieures 10, Il et 15 dans le sens axial, la bague de réglage 30 est assurée dans la position qu'elle a prise par rotation à l'aide d'une vis (qui n'est pas représentée dans le dessin) la traversant et serrée dans un trou taraudé de la bague d'appui 31.
La bague d'appui 31 est de son côté maintenue sur le tourillon 2, de façon à ne pas pouvoir tourner, à l'aide d'une clavette.
Les deux séries d'éléments de roulement 18 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5 présentent des lignes d'action de force 32 et 33 qui leur sont radiales et qui sont concourantes vers l'intérieur. Dans le cas considéré ici, ces lignes d'action de force 32 et 33 se coupent au voisinage de l'axe longitudinal 34 du tourillon 2, et ce, en des points 35 qui se situent dans un plan médian radial 36, entre les deux séries d'éléments de roulement 18 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5.
Le chemin de roulement extérieur en tronc de cône 37 des deux bagues de roulement extérieures 16 et 17 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5 ne présente
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pas de limite de guidage, de telle sorte que les éléments de roulement 18 peuvent se déplacer sans entrave sur ce chemin de roulement 37 vers les deux côtés, transversalement par rapport au sens du roulement, pour de faibles positions en oblique de la bague de roulement intérieure-15.
La bague de-roulement intérieure Y5 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5 présente dans son passage, par rapport au tourillon 2, un jeu radial 38 qui est supérieur au jeu de roulement radial de chacun des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4.
Dans le cas considéré ici, les bagues de roulement intérieures 10 et 11, qui sont serrées radialement par ajustement pressé sur les faces d'appui cylindriques respectives 8 et 9 du tourillon 2, et la bague de roulement intérieure 15 du roulement à rouleaux tournant en oblique 5 présentent dans leur passage un diamètre de grandeur unique et le jeu radial 38 de la bague de roulement intérieure 15 est formé par une partie cylindrique du tourillon 2, se trouvant en dessous de cette bague de roulement intérieure 15, qui est décalée radialement vers l'intérieur par rapport aux deux faces d'appui 8 et 9.
Etant donné que les bagues de roulement intérieures 10, Il et 15 présentent entre elles un faible jeu, les faces d'extrémité 24 de la bague de roulement intérieure 15 peuvent quelque peu glisser sur les faces d'extrémité 25 qui y correspondent des bagues de roulement intérieures 10 et 11, qui ne reçoivent aucune charge axiale, si de faibles déplacements dans le sens radial doivent se présenter dans le jeu de roulement des roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4.
La bague de roulement intérieure 15 est en particulier mobile à glissement ou substance dans le sens radial sur les faces d'extrémité 25, qui ne sont pas chargées
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dans le sens axial, de la bague de roulement intérieure 10 et de la bague de roulement intérieure 11.
Les faces d'extrémité 25 de la bague de roulement intérieure 10 et de la bague de roulement intérieure 11 présentent des rainures de graissage 39 qui les traversent dans le sens radial et qui sont réparties à leur périphérie, rainures de graissage 39 qui assurent une répartition uniforme de l'agent de graissage y amené par les passages de graissage 20, aux faces d'extrémité 24 glissant que les faces d'extrémité 25.
Dans le cas de l'exemple de réalisation qui est présenté ici, les faces d'extrémité 24 de la bague de roulement intérieure 15, qui glissent respectivement sur les faces d'extrémité correspondantes 25 de la bague de roulement intérieure lo et de la bague de roulement intérieure 11, ont d'autre part été usinées par polissage, de telle façon qu'elles présentent dans le sens radial une forme légèrement bombée et que l'agent de graissage puisse pénétrer relativement facilement entre les faces d'extrémité 25 et les faces d'extrémité 24.
La figure 2 des dessins ci-annexés représente un palier à roulements répondant à une forme de réalisation constituant variante de la présente invention, palier dont le montage est semblable à celui du palier à roulements qui est représenté sur la figure 1. Il est dans ce cas encore prévu deux roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4, comportant chacun une série de rouleaux, qui sont destinés à absorber la charge radiale, et, entre ces deux roulements 3 et 4, un roulement à rouleaux tournant en oblique 40, destiné à absorber les charges axiales.
Dans le cas de cette seconde forme de réalisation de la présente invention, le roulement à rouleaux tournant en oblique 40 est prévu sous la forme d'un roulement à rouleaux oscillants, qui comporte deux séries
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d'éléments de roulement 41 prévus en forme de tonneaux.
Le roulement à rouleaux oscillants comporte une bague de roulement intérieure 15 d'une seule pièce et, pour chacune des deux séries d'éléments de roulement 41, une bague de roulement extérieure, les bagues de roulement extérieures ainsi prévues, qui sont respectivement désignées par le nombre de référence 16 et par le nombre de référence 17, formant chacune un chemin de roulement extérieur concave 42, en forme de calotte sphérique, pour les rouleaux 41.
Les lignes d'action de force 32 et 33 des deux séries d'éléments de roulement 41, lignes qui suivent le sens radial de ces éléments de roulement et qui sont concourantes vers l'intérieur, se coupent en un point de centre commun 43 des chemins de roulement extérieure 42 en forme de calotte sphérique. Ce point de centre 43 se situe sur l'axe longitudinal 34 du tourillon 2, de même que dans le plan médian radial 36 du roulement à rouleaux tournant en oblique 40.
Les éléments de roulement 41 du roulement à rouleaux tournant en oblique 40 sont prévus de façon à pouvoir se déplacer vers les deux côtés, transversalement par rapport au sens du roulement, sur leur chemin de roulement extérieur 42. La bague de roulement intérieure 15 du roulement à rouleaux tournant en oblique 40 peut par conséquent, au cours du fonctionnement du palier à roulements se placer quelque peu en oblique en tournant sur le point de centre 43, sans que les rouleaux 41 puissent être bloqués.
Pour cette position en oblique, les faces d'extrémité 24 de la bague de roulement intérieure 15 glissent respectivement sur la face d'extrémité correspondante 25 de la bague de roulement intérieure 10 et sur la face d'extrémité correspondante 25 de la bague de roulement intérieure 11 en substance dans le sens radial.
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La bague de roulement intérieure 15 peut en outre se déplacer quelque peu dans le sens radial par rapport au tourillon 2, par ses extrémités présentant les faces d'extrémité 24. Dans ce cas, la bague de roulement intérieure 15 n'entre toutefois pas en contact avec le tourillon 2, étant donné que cette bague de roulement intérieure 15 présente, par rapport au tourillon 2, un jeu radial 38 qui est supérieur au jeu radial de chacun des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre 3 et 4.
Chacune des bagues de roulement intérieures 10 et 11 présente des rainures de graissage plates 44, qui suivent une allure en hélice dans son passage cylindrique. Par une saillie de prolongement vers l'intérieur 45, venue d'une pièce avec elle, la bague de roulement intérieure 10 du roulement à rouleaux tournant en cylindre 3, qui se trouve du côté cylindre de travail, prend appui sur une saillie radiale 27 que présente le cylindre de travail 1.
En ce qui concerne les exemples de réalisation de la présente invention qui ont été décrits plus haut, il peut être prévu, dans le cadre de cette invention, des modifications et des variantes de construction.
Par exemple, la bague de roulement intérieure du roulement à rouleaux tournant en oblique, comportant deux séries d'éléments de roulement, peut être divisée dans le sens transversal, de telle sorte que les éléments de roulement de chacune des deux séries roulent sur le chemin de roulement intérieur d'une bague de roulement intérieure particulière.
Au moins l'un des deux roulements à rouleaux tournant en cylindre peut être réalisé sous une forme telle qu'il comporte plusieurs séries de rouleaux. La bague de roulement extérieure correspondante et/ou la bague de roulement intérieure correspondante de ce rou-
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lement à rouleaux tournant en cylindre peuvent alors également être divisées dans le sens transversal, de telle sorte que les rouleaux tournant en cylindre des différentes séries de rouleaux puissent rouler sur-une bague de roulement extérieure et/ou sur une bague de roulement intérieure particulière.