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PERFECTIONNEMENTS AUX ROULEMENTS A ROULEAUX".
La présente invention est relative aux roulements à rouleaux dans lesquels les rouleaux peuvent être coniques ou en forme de tonneau et possèdent une extrémité de profil convexe coopérant avec une surface concave d'un rebord (ou d'une nervure) de butée prévu sur une ou sur les deux bagues de roulement entre lesquelles se déplacent les rouleaux, ces rouleaux étant ainsi guidés par le rebord qui les empêchent de se déplacer obliquement de telle manière que l'on puisse obtenir une action de roulement réelle,
Le but de la présente invention est de réduire le frotte-. ment et d'assurer une plus grande résistance à l'usure et au déplacement oblique des rouleaux, en particulier lorsque le roui leaent est soumis à la poussée de lourdes charges,
Dans un roulement à rouleaux coniques du type indiqué, la face sphérique prévue à la grande base de chaque rouleau a gêné-.
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ralement son centre situé au somement réel du rouleau qui se trou. ve lui-même situé sur l'axe central du roulement, tandis que la surface du rebord de butée a une forme sphérique ayant le même centre que.la surface sphérique du rouleau,
Dans cette forme connue du roulement ayant des surfaces sphériques concentriques, sur les rouleaux et sur les rebords de butée, il a été trouvé que, sous Inaction de lourdes charges , les rouleaux dévient légèrement et qu'un contact réel par sur- faces sphériques entre les rouleaux et le rebord de butée n'est pas obtenu actuellement, de sorte qu'il en résulte un frottement et une usure intempestifs.
Suivant la présente invention, un roulement à rouleaux com porte des rouleaux ayant des extrémités sur lesquelles sont ména gées des surfaces convexes coopérant avec la surface concave d'un rebord de butée prévu sur une bague de roulement et fin- vention se caractérise par le fait que les courbes des dites sur- faces des rouleaux et du rebord de butée sont constituées de telle manière que, quant le roulement ne se trouve pas soumsi à l'ac tion d'une charge, on obtient un contact par une ligne ou par un seul point entre l'extrémité de chaque rouleau et le rebord de butée et dans un plan transversal par rapport à ce dernier, tan- dis que, lorsque le roulement est soumis à Inaction de la charge normale pour laquelle il est destiné, la déviation des rouleaux,
ou entre les rouleaux et le rebord produit approximativment un contact par surface intégrale entre les rouleaux et le rebord.
Si un contact par point doit être obtenu entre le rebord de butée et le rouleau, le dit rebord peut avoir une surface de butée ayant, dans un plan transversal par rapport %, c rebord, une courbure telle que, lorsque le roulement ne se trouve pas sumis às l'action d'une charge, chaque rouleau se trouve en con- tact avec ce rebord par un seul point situé à la base du rebord, avec un jeu ménagé entre la partie plus élevée du rebord et l'ex trémité du rouleau. Ou bien les courbures relatives du rebord et de l'extrémité du rouleau peuvent être choisies telles qu'un
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contact par point soit obtenu dans le haut du rebord lorsque le roulement ntest pas soumis à l'action d'une charge, un jeu étant alors prévu entre la partie inférieure du rebord et J'extrémité du rouleau.
De même, suivant 1''invention, un roulement , rouleaux com porte des rouleaux sur les extrémités desquels sont ménagées des surfaces convexes coopérant avec la surface concave d'un rebord de butée prévu sur une bague de roulement et ce roulement est caractérisé par le fait que la courbure de la surface convexe de chacune des extrémités de rouleaux s'adapte à la courbure de la surface convave du rebord de butée dans un sens transversal par rapport à ce rebord, mais ne s'adapte pas à cette courbure dans le sens périphérique du roulement, de sorte que, lorsque le roulement n'est pas sou:
nis à une charge, on obtient un contact par ligne entre l'extrémité de chaque rouleau et le rebord de butée dans une direction transversale par rapport , ce rebord, avec des jeux entre ce rebord et les parties latérales de l'ex trémité du rouleau, tandis que, lorsque le roulement se trouve sous l'action de la charge normale pour laquelle il est destiné, la déviation des rouleaux ou des rouleaux et du rebord produit un contact approximativement intégral de surface entre les rou- leaux et le rebord,
De même suivant la présente invention;
un roulement 4 rou- leaux comporte des rouleaux sur les extrémités desquels sont ménagées des surfaces sphériques coopérant avec la surface con- cave d'un rebord de butée prévu sur une bague'de roulement, et ce roulement se caractérise par le fait que la surface sphérique , chaque extrémité de rouleau a son centre situé en un point entre le rouleau et l'axe du roulement, tandis que la surface concave du rebord de butée a une courbe composée, le rayon de la courbe dans un sens transversal étant plus petit, égal ou plus grand que le rayon de l'extrémité voisine du rouleau, tandis que le rayon dans le sens périphérique a son centre situé sur 1' axe du roulement, la disposition étant telle que, lorsque le rou-
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lement n'est pas soumis à l'action dune charge, un contact par .
ligne transversale ou un contact par point est obtenu entre com tréfilé de chaque rouleau et le rebord, avec un jeu entre ce dernier et les parties latérales de l'extrémité du rouleau, tan- dis que, quand le roulement se trouve soumis à la charge normale pour laquelle il est destiné, la déviation des rouleaux ou de ceux-ci et du rebord produit approxiamtivemnt un contact par surface intégrale entre les rouleaux et le rebord.
Les rculeaux peuvent avoir une forme conique ou en tonneau et les extrémités de butée des rouleaux peuvent avoir une fore sphérique ou parabolique. Ltinvention stapplique , des roulements une, deux ou plusieurs rangées et également à des roulements de butée, ou des roulements combinés de butée et de type radial, Dans ce dernier cas, la courbure dans le sens phériphérique du rebord de butée désigne la courbure du rebord dans un développe- ment plan du chemin de roulement et du rebord de butée.
La figure I du dessin annexé est une vue en coupe axiale d'un roulement à rouleaux coniques diaprés un mode de ise en oeuvre de 1''invention,
La figure 2 est un plan de projection d'un fragment du rou- lemetn
Les figures 3 à 6 centrent d'autres :odes d'exécution de roulements de butée auxquels l'invention peut être appliquée,
La figure 7 est une coupe transversale d'un roulement du type combiné radial et de butée auquel est appliquée l'invention
La figure 8 est un développement en plan du chemin de roule- ment et du rebord de butée de ce roulement, montrant la diposition relative de l'extrémité du rouleau et du dit rebord.
Les figures 9 et 10 montrent des variantes.
Diaprés les figures I et 2 du dessin, le roulement de butée représenté comprend une rangée circulaire de rouleaux coniques 1 , dans un même plan horizontal et logés entre une paire de bagues de roulement de butée 2 sur lesquelles sont ménagés des chemins de roulement coniques , L'axe de l'ensemble du roulement
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oe qui produit un contact approximativement par surface intégrale sur toute l'étendue des faces des rouleaux ou des rebords, Tant que le roulement est soumis à Inaction de la charge non seule.
ment les grandes bases des rouleaux ont tendanoe à s'aplatir en oontact avec les rebords de butée, mais elles peuvent également sallonger légèrement et accentuer leur forme convexe représentée par la figure 1, et toute augmentation du profil convexe peut avoir lieu en raison de la légère déformation correspondante des rebords de butée, le contact par surface approximativement inté grale entre les rouleaux et les rebords étant ainsi Maintenu.
Bien entendu 1''invention est applicable à des roulements de butée à rouleaux coniques de types différents tels que ceux re présentés à titre d'exemples par les figures 3 à 6. Ainsi, d'aprés la figure 3, seule la bague de roulement 3. est munie d'un rebord de butée 4, l'autre bague 2a étant démunie de ce rebord. Le che min de roulement de la bague à rebord 2 est horizontal, tandis que celui de la bague 2a est incliné ,pour s'adapter aux surfaces des rouleaux 1, Dans la figure 4 seule la bague 2 est unie dtun rebord 4 de même que le mode d'exécution suivant la figure 3 mais, dans ce cas, le chemin de roulement de la bague 2 est incliné, tandis que celui de la bague supérieure 2a est horizontal.
D après la figure 5, les chemins de roulement des deux bagues 2,2a sont inclinés pour s'adapter à la disposition des rouleaux 1, mais un rebord de butée 4 est seulement prévu sur la bague 2,
Enfin, d'après la figure 6, la disposition est similaire à celle de la figure I, sauf que seule la bague de roulement 3. est munie d'un rebord de butée 4, l'autre bague 2a étant pleine. Dans tou tes ces dispositions, les grandes bases des rouleaux 1 et la surface de contact du rebord débitée 4 sont conformées cornue décrit en référence aux figures I et 2.
Dans l'application de l'invnetion à un roulement à rouleaux coniques du type combiné radial et de butée, tel que représenté par les figures 7 et 8, les rouleaux'ooniques 1 sont intercalés entreun chemin de roulement conique sur une bague de roulement intérieure ou cône 3.
et un chemin de roulement correspondant est
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est représenté par la ligne a et l'axe de chaque rouleau croise ltaxe a du roulement en un point b qui constitue le sommet du roulement,
La grande base de chaque rouleau 1 a une surface convexe 3 de forme sphérique, dont le centre de courbure se trouve situé en o sur ltaxe du rouleau vers l'intérieur du roulement, entre le rouleau et le dit axe a. Cette extrémité sphérique de chaque rouleau coopère avec un rebord de butée 4 prévu sur chaque bague de roulement 3¯ mais au lieu dêtre de fore sphérique épousant intégralemnt la surface sphérique du rouleau,
la surface de butée 5 de ce rebord a une courbure composée telle qu'il en résul. te un contact par ligne transversale avec le rouleau, lorsque le roulement n'est pas souris à Inaction d'une charge. Dans un plan transversal la surface de butée 5 du rebord a donc une courbure en arc similaire à celle de la face extréme du rouleau dans le même plan, tracée en partant du même point o que la dite face du rouleau, ainsi que le montre la figure I.
Par contre, vue en plan, la surface du rebord 5 est tracée dans le sens phériphérique du roulement en partant d'un centre situéau point b c'est à dire au sommet du cône de roulement sur l'axe a du roulement,
Comme conséquence de cette conformation composée de la sur- face 5 du rebord, l'extrémité sphérique du rouleau 1, lorsque le roulement n'est pas soumins à l'action d'une charge, ne se trouve en contact avec le rebord que suivant une ligne située en x ( figure 2) qui s'étend transversalement par rapport au rebord , ménageant un jeu -(, entre le rebord et les parties latérales de l'extrémitéf du rouleau de part et d'autre de la ligne de con- tact.
Lorsque le roulement se trouve sous Inaction de la charge normale pour laquelle il est destiné, les rouleaux sont légère- sent déformés . leur grande base, la surface sphérique étant quelque peu aplatie dans le sens périphérique.du rebord de butés aux points de contact avec ce rebord, de façon à épouser substan tiellement la surface du dit rebord, les jeux en6étantd comblés
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prévu sur la périphérie interne d'une bague de roulement exté rieure ou cuvette 7, le sommet de chaque cône de roulement étant situé en un point b sur l'axe principal a du roulement, les axes des rouleaux croisant laxe principal a en ce même point b ,
La grande base de chaque rouleau a une surface sphérique 3 tracée en partant du centre o situé sur l'axe des rouleaux en un point plus rapproché des rouleaux que le point b. La face sphérique de cha que rouleau se trouve en contact aveo un rebord de butée 4- prévu sur le cône 2 La surface de butée 5 de' ce rebord 4 a une cour bure concave dans une direction transversale ou radiale, courbure qui épouse celle de la base sphérique 3 du rouleau, et qui est tracée en partant du centre o. Par contre, dans le sens périphé- rique la dite surface 1 a une courbure qui, vue dans un dévelop- pement en plan du oône (figure 8) est tracée en partant d'un cen tre situé au po'nt b, o'est à dire au sommet du cône de roulement, sur ltaxe a du roulement.
Grâce à la courbure composée de la sur- face 5 du rebord, la base sphérique du rouleau 1 ne se trouve en contact avec le rebord, lorsque le roulement n'est pas sous l'ac tion d'une charge, que suivant une ligne'située en x (figure 8) s'étendant transversalement ou radialement par rapport au rebord, laissant ainsi des jeux 6 entre ce rebord et les parties latérales de la base du rouleau,,
Dans le cas d'un roulement de butée (figure let 2) et lorsque le roulement est soumis , l'action de la charge normale pour la quelle il est destiné, les rouleaux se déforment de telle manière que leur grande base épouse substantiellement la surface du rebord de butée ce qui produit un contact par surface approximativement intégrale entre les faces des rouleaux et du rebord.
Dans le roulement décrit en référence aux figures I et 2, toute augmentation du profil convexe de l'extrémité'des rouleaux somis à une charge, vu dans le plan d'après la figure 1, paut avoir lieu grâce à une déformation du rebord de butée, ainsi qu'il a été décrit précédemment, mais, dans le mode d'exécution dtaprès la figure 9, la nécessité -de permettre la déformation du rebord 4
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pour qu'il s'adapte au profil convexe du rouleau est évitée par le fait que la surface de butée 5 du rebord est munie dtune cour- bure en arc dans un plan transversal, ayant son centre en un point tel que c qui se trouve placé sur l'axe du rouleau en un point plus rapproché du rouleau que le point .2.
qui constitue le centre de courbure de l'extrémité 3 du rouleau et qui se trouve lui-même plus près du rouleau que le sommet b du cône de rou lement. De cette façon, lorsque le roulement n'est pas soumis à une charge, la grande base 3 de chaque rouleau 1 est en contact avec les rebords de butée ± des bagues de roulement 3. en un seul point situé en y cI est à dire . la base des rebords, avec un jeu 8 dans un plan transversal des rebords. Lorsque le roulement se trouve sous l'action d'une charge normale pour laquelle il est destiné, lejeu 8 est comblé sans aucune déformation des rebords de butée et ce par le fait que le profil convexe des rouleaux dans un plan transversal par rapport aux rebords est accentué.
On obtient de cettefaçon un contact par surface approxi- mativement intégrale entre les bases des rouleaux et les rebords lorsque le roulement est soumis à l'action d'une charge normale,
Bien entendu la même modification du profil du rebord de butée peut être effectuée dans le cas d'un roulement combiné radial et de butée el qu'il est représenté par les figures 7 et 8,
Dans la variante que montre la figure IO,
la surface de butée 5 du rebord 4 a une courbure en arc dans un plan transversal qui a un rayon plus grand que celui de la base sphérique 3 du rouleau 1 et qui est tracée en partant du point o situé sur l'axe du roulement en un point plus éloigné du rouleau que le point o qui forme le centre de courbure de la dite face 3 du rouleau et qui, . son tour, est plus rapproché du rouleau que le soment du cône de roulement en b. Lorsque le roulement n'est pas soumis , une charge, la grande base 3 de chaque rouleau se trouve en contact avec le rebord de butée 4 de la bague de roulement 3. et ce en un seul point situé en y c'est dire dans le haut du rebord,
avec un jeu ménagé en 9, dans un plan transversal par rapport au rebord
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entre la partie inférieure du dit rebord et l'extrémité du rou- leau, Lorsque le roulement se trouve sous l'action de la charge normale pour laquelle il est destiné, ce jeu en 9 est comblé par la tendance du rouleau à 1''aplatissement, en combinaison avec une déformation du rebord, de sorte qu'on obtient sous l'action de cette charge, un contact de surface approxomativemnt intégral entre l'extrémité du rouleau et le rebord,
Au lieu d'avoir une fore conique, les rouleaux peuvent avoir une forme de tonneau,
1'extrémité de chaque rouleau opposée à ltaxe du roulement ayant une surface sphérique coopérant aveo un rebord de butée prévu sur l'une ou sur les deux bagues de rou lement et la dite extrémité sphérique du rouleau ainsi que la surface de contact du rebord de butée étant confessées de la manière décrite précédemment pour les roulements à rouleaux co niques (figures 1 à 9 de sorte qu'un contact par point ou par ligne est obtenu entre le rouleau et le rebord lorsque le roule.. ment ne se trouve pas sous l'action d'une charge.
D'autre part, au lieu d'avoir une forcie sphérique, l'extré., mité de chaque rouleau peut avoir en coupe un profil parabolique,.
Dans un plan transversal, le contour du rebord de butée peut être conformé de façon à produire un contact par ligne ou par point tandis que, dans le sens périphérique, il peut avoir la même courbure circulaire que dans les forces précédemment décrites, ces courbures étant tracées en partant d'un point ou l'axe du rouleau croise l'axe principal du roulement.
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