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" Perfectionnements au montage de paliers à billes ou à rouleaux ".
La présente invention est relative à des perfectionne- mente au montage de paliers à billes ou à rouleaux et consti- tue un perfectionnement ou un développement de l'invention décrite dans la demande de brevet anglais déposée le 3 avril 1947 nous le n 9073/47.
Comme décrit dans cette demande de brevet, un palier à billes ou à rouleaux est monté dans une enveloppe rigide par l'intermédiaire d'un coussinet en deux parties en caoutchouc ou en matière élastique similaire, qui entoure le dit palier et qui s'adapte parfaitement dans un évidement
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correspondant ménagé dans la dite enveloppe, de sorte que/ chemin de roulement extérieur du palier est serré élastiquement de telle manière que, tout en étant empê- ché de tourner , ledit palier constitue dans son ensem- ble un palier du type à alignement automatique . Le coussi- net, formé de deux moitiés identiques/est de forme annulai- re, de même que l'évidement de l'enveloppe, dans lequel ce coussinet est logé .
En section transversale ledit évi- dement est de forme arquée ou en V, de sorte que lorsqu'il a été introduit dans celui-ci, le coussinet tend à être comprimé vers l'intérieur ou contracté de façon à exercer à tout moment une action élastique de serrage sur le che- min de roulement extérieur susdit du palier. Dans une forme de réalisation préférée, l'évidement ménagé dans l'enveloppe est de forme annulaire et sa section transver- sale est partiellement sphérique de manière à s'adapter à la périphérie de forme correspondante du coussinet.
Le coussinet peut être divisé en deux parties sui- vant un plan parallèle ou perpendiculaire à son axe .
L'enveloppe peut être en une pièce ou constituée de deux parties comme le coussinet. Dans ce dernier cas, on pré- voira un mode de fixation par boulons ou autre pour joindre les deux moitiés après l'introduction du coussi- net entourant le palier dans l'évidement correspondant de l'enveloppe.
Suivant une variante de cette forme de réalisation connue/l'évidement annulaire intérieur ménagé dans le coussinet en caoutchouc ou en matière similaire-entourant est le chemin de roulement extérieur du palier/ garni complè- tement ou partiellement au moyen d'une matière rigide telle que du métal.
On a constaté que ces formes de réalisation décrites dans la demande de brevet anglais n 9073/47,bien que
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convenant pour des paliers, auxquels sont appliquées des charges légères et moyennes, ne conviennent par pour des paliers soumis à des fortes charges, telles que celles supportées par les paliers des essieux de matériel rou- lant de chemin de fer ou les paliers des machines lourdes.
Une des raisons de cette défectuosité réside dans le fait que le caoutchouc et les matières similaires, dont le couss net est constitué, tendent à "couler" ou à être déplacées latéralement lorsqu'ils sont soumis à de lourdes charges, e déplacement latéral donnant lieu à un alignement défec- tueux de l'arbre ou autre organe qui tourillonne dans le palier.
En outre, dans le cas de lourdes charges, une usure se produit à la surface extérieure du coussinet en caoutchouc ou en matière similaire qui s'ada pte dans l'évidement correspondant de l'enveloppe rigide du palier, cet particulièrement lorsque la section transversale de/ éviest ' dement/de forme partiellement sphérique de manière à confé rer pleinement au palier l'aptitude à l'alignement auto- matique . Les perfectionnements qui seront décrits à présent dans le présent mémoire ont pour but d'obvier à ces inconvénients.
Suivant la présente invention, un palier ou disposi- tif équivalent du type spécifié ci-dessus est caractérisé en ce que le coussinet élastique en caoutchouc ou en matiè- re similaire.tout en étant pourvu intérieurement d'une garniture en matière rigide, est complètement ou partiel- lement enfermé, en ce qui concerne ses surfaces extérieu- res, dans un boîtier rigide et spécial, dont la forme extérieure est telle que le bottier s'adapte dans l'évi- dement annulaire correspondant ménagé dans l'enveloppe rigide du paplier, de sorte qu'un"écoulement" excessif de la matière constitutive du coussinet est empêché et que les surfaces extérieures de celui-ci sont immunisées contre une usure rapide ou excessive.
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La construction est telle que le coussinet est inséré entre la garniture rigide intérieure et le boîtier rigide extérieur, garniture et boîtier qui ne sont pas directe- ment reliés l'un à l'autre . Le boîtier rigide extérieur et la garniture rigide intérieure sont, de préférence, divisés en deux moitiés pour faciliter l'assemblage des diverses parties du palier et pour permettre la compression axiale voulue pour le serrage du chemin de roulement exté- rieur du palier à billes ou à rouleaux. La garniture inté- ou rieure et/ le boitier extérieur est ou sont , de préférence, aussi reliés en permanence au coussinet de manière connue .
La garniture intérieure et le boîtier extérieur sont, de préférence, constitués chacun de deux moitiés suivant un plan perpendiculaire à l'axe du palier, de telle sorte que ces deux moitiés sont .en forme d'anneau creux. La garniture et le boîtier susdits peuvent aussi être divisés suivant un plan diamétral.
Suivant une forme de réalisation préférée de palier ou de tourillon suivant la présente invention, les surfaces périphériques extérieures des deux moitiés du boîtier extérieur sont, en section transversale, de forme partiellement sphérique, et ces surfaces sont agencées de manière à s'adapter étroitement dans un évidement inté- rieur, de forme correspondante, ménagé dans l'enveloppe du palier, de telle sorte qu'un mouvement de glissement entre ces surfaces et la surface dudit évidement corres- pondant est possible, en sorte que le palier est à alignement tout-à-fait automatique .
Lorsque les deux moitiés opposées de la garniture intérieure et les deux moitiés opposées du boîtier extérieur sont jointes au coussinet en caoutchouc, des espaces sont laissés entre leurs bords opposés interjette! et leurs bords extérieurs ,ou permettre une compression préalable du caoutchouc
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ou de la matière élastique similaire du coussinet et pour permettre un serrage élastique du chemin de roule ment extérieur du palier* Cette construction permet également un certain degré réduit d'écoulement de la matière constitutive du coussinet, lorsque celui-ci est en charge, de manière à réaliser un montage élastique paur l'arbre tourillonnant dans le palier.
Les moitiés de la garniture intérieure et les moit du bottier extérieur sont pourvues, sur leurs coéés extérieurs, de flasques dirigés vers l'intérieur, de telle manière qu'on section transversale le coussinet a sensiblement la forme d'un U. Les deux moitiés de la garniture intérieure et les deux moitiés du boîtier exte rieur sont, de préférence, en métal..
Dans les cas où on désire disposer '''un palier ou un tourillon fixe dont l'alignement ne se fait pas tout à fait automatiquement, on prévoit des dispositifs de fixation, tels que ceux connus sous le nom de colliers (en anglais "circlips") qu'on introduit dans des gorges appropriées ménagées dans l'enveloppe du palier de chaque coté et au contact des surfaces extérieures des flasques des deux parties du boîtier extérieur , de façon à empêcher tout mouvement oscillant relatif de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux , par rapport à l'évidement partiellement sphérique ménagé dans son enveloppe .
L'enveloppe du palier peut aussi être divisée en deux moitiés suivant le même plan que les moitiés du' boîtier extérieur et on peut, en fixant les dites moitiés l'une à l'autre au moyen de boulons ou d'organes de serrage appropriés, communiquer une action de compression ou de serrage aux moitiés du boi- tier extérieur dans le but spécifié ci-dessus.
Suivant une autre particularité de la présente in-
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invention, on a prévu des moyens pour appliquer une pres- sion de compression axiale, plus intense d'un cote du couss net que du coté diamétralement opposé, de manière à provo- quer ainsi le déplacement du palier à billes ou à rouleaux dans une direction perpendiculaire à son axe, ceci afin de régler l'alignement d'un arbre ou autre organe tourillonnant dans le palier ou afin de contrecarrer ce déplacement du palier* Il est évident que la moitié inférieure du coussinet est, en général, soumise à une pression notablement plus grande que la moitié supérieure.
Il en résulte que dans certains cas l'axe de l'arbre ou organe similaire tend à se déplacer vers.le bas.
En accroissant la pression de compression axiale s'exerçant sur la moitié inférieure du coussinet, on fait "couler" le caoutchouc ou la matière élastique simi- laire du coussinet en dessous du côté inférieur du chemin de roulement extérieur du palier'à billes ou à rouleaux et on fait ainsi s'élever le palier dans son ensemble, ce qui permet de corriger ou de compenser, jusqu'à un certain degré, tout léger écart de l'alignement de l'axe dû à l'élasticité de la matière constitutive du coussinet.
Suivant une méthode pour atteindre cet objectif, on dispose des vis de réglage ou des organes similaires passant par des trous taraudés ménagés dans une partie fixe de' l'enveloppe du palier, de façon que leurs extré- mités intérieures, en prenant appui contre les moitiés du boîtier extérieur, soient agencées pour provoquer un mouvement d'inclinaison vers l'intérieur de celui-ci, ce qui augmente la pression de compression s'exerçant sur le coussinet inséré entre elles, par exemple à la base du palier.
Des évidements , épaulements ou dispositions appropriées similaires sont prévus sur les moitiés du
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Suivant une autre méthode pour obtenir une compression différentielle du coussinet, les extrémités intérieures des vis de réglage pu dispositifs équivalents susdits sont agencées pour s'engager dans des évidementsjménagés dans une bague de pression introduite dans un évidement annulaire à l'extérieur de chacune des moitiés du boîtier extérieur.
Ces bagues de pression, qui peuvent tourner dans ces évide- ments, permettent un mouvement rotatif de cheminement de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux, en sorte qu'une usure uniforme des surfaces d'appui peut se produire.
Suivant une autre particularité de la présente inven- tion, une moitié du coussinet est en caoutchouc ou en matière similaire plus dur que l'autre moitié et cette moitié plus dure est disposée de manière à supporter la pression d'appui du palier.Dans la disposition usuelle,la moitié inférieure du coussinet sera en matière plus dure que l'autre moitié. Dans cette forme de construction mentionnée en dernier lieu, des bossages ou saillies similaires prévues à la périphérie extérieure du coussinet sont disposées de manière à s'engager dans des évidements correspondants prévus dans l'évidement annulaire de l'en- veloppe du palier, de manière à empêcher tout mouvement rotatif de cheminement du coussinet dans son ensemble.
Pour comprendre plus clairement la présente invention et plus aisément la mettre en pratique, on se référera à présent aux dessins ci-annexés où les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Dans ces dessins : la figure 1 est une vue isométrique dissociée d'un palier d'essieu construit suivant la présente invention ; la figure 2 est une coupe transversale verticale du palier d'essieu assemblé, montré à la figure 1;
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les figures 3 et 4 sont des coupes transversales verticales de variantes de paliers d'essieu.. à alignement automatique construite suivant la présente invention ; les figures 5, 6, 7, 8 et 9 sont des coupes transver- sales verticales de formes de réalisation modifiées de paliers d'essieu-- à alignement non automatique, construites suivant la présente invention ;
etles figures 10 et 11 sont des coupes transversales verticales d'un essieu et de roues de bogie léger de chemin de fer montrant deux méthodes d'application du palier montré aux figures 1 et 2.
Aux figures 1 et 2 des dessins ci-annexés , l'envelop- pe du palier, désignée par la notation de référence 1, présente une surface intérieure partiellement sphérique
2. Le palier, comme tous les paliers illustrés sur les dessins ci-annexés, doit servir comme palier d'essieu pour matériel roulant de chemin de fer léger et présente, par conséquent, à sa partie supérieure, un flasque de fixa- tion 3, qui permet de fixer le palier au châssis d'un bogie ou dispositif similaire .
Le coussinet élastique annulaire comprend deux parties correspondantes 4 et 5, dont les faces en contact mutuel 6 sont parallèles à l'axe du coussinet La surface extérieure des parties correspondantes 4 et 5 du coussinet élastique est partiellement entourée par une paire de boîtiers annulaires 7.
Les surfaces extérieures des parties correspondantes 4 et 5 du coussinet élastique, et la surface intérieure 8 des parties du bottier annu- laire 7 sont de forme correspondante, de telle sorte que la surface extérieure non recouverte 9 des parties 4 et 5 du coussinet et la surface courbe extérieure 8 du boîtier 7 forment une surface continue partiellement
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sont pourvus de bossagesll s'étendant vers l'extérieur, qui sont disposes de manière à s'engager dans des évide- ments correspondants 12 prévus dans l'évidement annulaire partiellement sphérique de l'enveloppe 1.
Dans la forme de réalisation particulière montrée aux Fige. 1 et 2, le palier à billes ou à rouleaux 13 est agencé pour être placé dans la gorge annulaire 14 des éléments 4 et 5 constituant le coussinet . La gorge annulaire 14 de l'élément de coussinet 4, qui est soumise à la pression maximum, est d'une profondeur inférieure gorge à celle de la @ annulaire 14 de la partie inférieure 5 du coussinet , de telle sorte que, lorsque le coussinet est assemblé, l'axe 15 de l'essieu ou arbre tourillonnant dans le palier ne coïncide pas avec l'axe 16 de l'enve- loppe du palier (voir Fig. 2).
Ces deux parties de la gor- ge annulaire 14 des éléments 4 et 5 du coussinet , lorsque le coussinet est assemble, sont dans le prolonge- ment l'une de l'autre et forment une gorge a nnulaire con- tinue et lisse , apte à recevoir le chemin de roulement ou un boîtier intérieur métallique, qui, à son tour, entoure le chemin de roulement extérieur du palier.
Pour introduire les parties 4 et 5. du coussinet élas- tique, avec les boîtiers extérieurs associés 7, le chemin de roulement 13 et le boîtier intérieur (si on le désire) dans l'enveloppe , on assemble d'abord toutes ces parties les unes aux autres et on les introduit dans l'enveloppe perpendiculairement à leur position finale.
Après untroduction des parties du coussinet et des élé- ments y associées dans l'enveloppe, on leur communique une rotation de 90- ,de sorte que les surfaces correspon- dantes partiellement sphériques 9. 10 et 2 sont en contact l'une avec l'autre *-Les encoches 18 ménagées dans un côté de l'enveloppe 1 permettent l'introduction initiale
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des parties assemblées 4 et 5 du coussinet et du bottier extérieur 7. Le boîtier 7, l'enveloppe 1 et le chemin de roulement 13 entourent presque complètement le coussi- net élastique 4, 5 et empêchent ainsi un "écoulement" excessif de celui-ci, lorsqu'il est soumis à une pression.
Le palier illustré à la Fig. 3 est de construction pratiquement identique à celle du palier montré aux figs. let 2, si ce n'est que les parties 7a du boîtier sont pourvues de lèvres annulaires dirigées vers l'inté- rieur 17, qui entourent les surfaces annulaires dirigées vers l'intérieur du coussinet 19, de façon à empêcher l'écoulement* 'excessif de celui-ci dans la direction de l'essieu ou de l'arbre . Le palier montre à la fig. 3 est pourvu d'un coussinet élastique 19, divisé suivant un palier diamétral. Ce coussinet 19 est pratiquement similaire au coussinet 4, 5 mais présente une -,orge pour abriter le chemin de roulement du palier, laquelle gorge a la même profondeur égaie dans les deux parties du cous- sinet 19.
Le coussinet 19 est également pourvu de garni- tures métalliques intérieures 20, contenant le chemin de roulement. Les dites garnitures 20 sont divisées suivant un plan perpendiculaire à leur axe . Une'autre particulari- té de la variante de palier montrée à la fig. 3 consiste en ce que l'élément d'espacement 21 agit entre ces bords circonférentiels dirigés vers l'intérieur des boîtiers
7a. Cet élément d'espacement 21 est logé dans un évide- ment transversal ménagé dans la surface partiellement sphérique 9 du coussinet 19 et empêche que les bottiers
7a ne se meuvent l'un vers l'autre.
L'élément d'espace- ment 21 est logé dans la partie du coussinet 19, qui est soumise à la pression la moins forte exercée par la charge, de telle sorte que l'action de séparation du boîtier 7a due à l'"écoulement" ou l'extension de
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l'autre partie du coussinet élastique 19, sous l'effet de la charge, est empêchée.
Si on le désire, l'élément d'espacement 21 ptut être relié au coussinet élastique 19 de toute manière appro- priée , et on peut aisément employer plus d'un élément d'espacement 21, si on le désire . L'élément d'espacement 21 peut évidemment être aussi incorporé dans les paliers montrés aux figs. 1 et 2.
La fig. 4 montre un palier pratiquement similaire au palier montré à la fig. 3, mais comportant un coussinet élastique 22, qui est divisé suivant un plan central per- pendiculairement à l'axe du palier . Les bords en contact l'un avec l'autre des deux moitiés 20 des garnitures inté- rieures pour le chemin de roulement sont légèrement écartés l'un de l'autre pour permettre une compression axiale pour le serrage du chemin de roulement extérieur du palier à billes ou à rouleaux. Le palier peut également être pourvu d'un ou de plusieurs éléments d'espacement ou de séparation 21, afin de maintenir les faces opposées du boîtier extérieur pratiquement parallèles l'une à l'autre malgré leur tendance à se déplacer en raison de 1' "écoule- ment" de la matière élastique du coussinet, lorsque cette matière est soumise à une charge.
Tous les paliers illustrés et décrits en référence aux figs. 1, 2, 3 et 4 sont des paliers à alignement automa- tique . Les figs. 5, 6, 7, 8 et 9 illustrent des paliers qui ne sont pas des paliers à alignement automatique. Il est toutefois à noter que l'alignement des paliers montres aux figs. 5, 8 et 9 peut aisément être réglé.
A la fig. 5, les boîtiers extérieurs 7b sont agencés de manière à recouvrir/presque entièrement la surface dis- posée vers l'extérieur des coussinets élastiques 22. Les bords des boîtiers 7bsont toutefois situés à une certaine
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distance l'un de l'autre et sont agencés pour recevoir des vis à pointe conique 23, prévues dans l'enveloppe du palier de sorte que l'inclinaison vers l'intérieur des cotés du boîtier situés du coté diamétralement opposé à la direction d'application de la charge est empêchée.
En plus des dites vis 23, on peut prévoir des boulons axiaux 24, de façon à disposer les boîtiers 7b parallèle- ment l'un à l'autre . Dans cette forme de réalisation, les vis 23 centrent simplement le coussinet et le palier à rouleaux à l'intérieur de l'enveloppe 1. On peut toute- fois ne pas se servir des vis 23 si on désire avoir un palier à alignement automatique, auquel cas les boulons 24 empêchent l'extension ou l'écoulement des coussinets 22 et l'inclinaison indépendante des boîtiers 7b.
La fig. 6 montre une forme modifiée de réalisation d'un palier comportant également des boulons axiaux 24 pour empêcher l'inclinaison des boîtiers 7b l'un par rap- port à l'autre . La modification réside dans le fait qu'on a prévu au moins une'plaque 25, qui prend appui contre une des faces extérieures de l'enveloppe, afin de loger le coussinet ou le palier à rouleaux de façon qu'il n'y ait pas alignement automatique. Une simple pla- que permettrait une inclinaison du coussinet et des par- ties y associées dans la direction de la flèche A, mais ai on fixe la dite plaque 25 à l'enveloppe, un tel mouve- ment est empêché . Une plaque 25 peut encore être prévue sur le c8té diamétralement opposé de l'enveloppe .
Si on .prévoit plus d'un boulon 24 (comme montré en traita in- terrompus à la partie inférieure de la fig. 6), une des plaques 25 au moins ne peut être fixée à l'enveloppe du même coté du palier, car le mouvement tournant de l'ensem- ble du coussinet vers la position de repos serait ainsi gêné.
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La fig. 7 illustre une variante de palier dans laquelle le coussinet élastique et le boîtier 7.sont placés entre des colliers (en anglais "circlips") 26, après l'inclinaison de l'ensemble du coussinet dans sa position de service dans l'enveloppe la . Les colliers 26 sont engagés dans des gorges annulaires 27 prévues à la surface intérieure de l'enveloppe, au voisinage des extrémités de celle-ci . Ces colliers retiennent ltensem- ble de palier dans sa position de service.
La fig. 8 illustre un palier dont l'enveloppe con- ointe en deux parties 28 et 29, qui sont fixées l'une à l'autre au moyen de boulons 30. Chaque partie 28 et 29 de l'enveloppe du palier est pourvue extérieurement d'un flasque dirigé vers l'intérieur 31 et pourvu de trous taraudés dans lesquels sont logés des vis de réglage 32. Les extrémités intérieures des vis 32 sont en prise avec la face dirigée vers l'extérieur des parties 7 du boîtier et sont agencées pour entraîner le mouvement d'inclinaison de l'ensemble du coussinet de manière à provoquer l'alignement du palier à rouleaux et également à augmenter la pression de compression exercée sur la matière des coussinets insérée entre les dites parties de boîtier 7.
Si on le désire, les vis 32 peuvent être placés obliquement afin d'être disposées pratiquement tangentiellement à l'action d'inclinaison de l'ensem- ble du coussinet.
A la Fig. 9, qui illustre une variante d'un palier pratiquement similaire àpelui qu'illustre la fig. 8, on a prévu des vis de réglage 32a qui sont placées oblique- ment par rapport à la face des parties 28a et 29a de l'en veloppe . Ces vis 32a sont agencées pour s'engager dans des évidements annulaires 35 prévus dans des bagues de pression 33 tour/sont introduites dans des
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évidements annulaires prévue dans chacun des boîtiers extérieurs des coussinets 7d. Les dites bagues de pression 33 peuvent tourne r dans les évidements 34 afinde permet- de cheminement tre le mouvement rotatif @ de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux , ce qui permet ainsi une usure uniforme des surfaces portantes.
A la fig. 10, le palier montré aux figs. 1 et 2 est appliqué à un essieu de bogie léger de chemin de fer.
Les joints 36 consistent avantageusement en une rondelle de feute et une rondelle en caoutchouc ou en matière élas- tique identique enfermées dans un boîtier métallique annulaire. Les joints 36 frottent l'un contre l'autre et sont en contact avec un collier 37 ou un organe similai- re soudé à l'essieu ou arbre 49. Les joints 36a logés entre le palier et la roue 38 sont similaires aux joints 36.
La roue 38 est pourvue d'une cavité annulaire 39 dans son moyeu,laquelle est agencée pour servir de réservoir de graisse .Le dit réservoir 39 est relié par des conduits 41 au palier pour transférer le lubrifiant. Le réservoir 39 est agencé pour être rempli par un manchon de graissage 42 ou un dispositif similaire.
A la fig. 11 le palier est place à l'extérieur de la roue 43 et est pourvu d'une plaque formant couvercle 44, qui est fixée. au moyen de vis ou dispositifs similai- res, aux parties extérieures 7 du boîtier,de manière à former une fermeture pour le palier. Cette plaque 44 est pourvue d'un manchon de graissage 45 qui permet d'intro- duire le lubrifiant dans le palier. Le moyeu 46 de la roue 43 est également pourvu d'un réservoir de graisse annulaire 39 qui communique avec le palier au moyen
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d'un conduit ou dispositif %7 # /similaire/dans l'essieu 49.
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"Improvements in the assembly of ball or roller bearings".
The present invention relates to improvements in the assembly of ball or roller bearings and constitutes an improvement or a development of the invention described in the English patent application filed April 3, 1947 to us number 9073/47. .
As described in this patent application, a ball or roller bearing is mounted in a rigid casing by means of a two-part bush of rubber or similar elastic material, which surrounds said bearing and which fits perfectly in a recess
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corresponding formed in said casing, so that the outer raceway of the bearing is resiliently clamped in such a way that, while being prevented from rotating, said bearing as a whole constitutes a bearing of the self-aligning type. The pad, formed of two identical halves / is annular in shape, as is the recess in the casing, in which this pad is housed.
In cross section said recess is arcuate or V-shaped, so that when introduced therein the pad tends to be compressed inward or contracted so as to exert an action at all times. elastic clamp on the aforementioned outer raceway of the bearing. In a preferred embodiment, the recess in the casing is annular in shape and its cross section is partially spherical so as to conform to the corresponding shaped periphery of the pad.
The bearing can be divided into two parts along a plane parallel or perpendicular to its axis.
The casing can be in one piece or made up of two parts like the pad. In the latter case, a method of fixing by bolts or the like will be provided for joining the two halves after the introduction of the pad surrounding the bearing in the corresponding recess of the casing.
According to a variant of this known embodiment / the internal annular recess formed in the surrounding rubber bushing or similar material is the outer raceway of the bearing / completely or partially lined with a rigid material such as only metal.
It has been found that these embodiments described in UK Patent Application No. 9073/47, although
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suitable for bearings, to which light and medium loads are applied, not suitable for bearings subject to heavy loads, such as those supported by the bearings of the axles of railway rolling stock or the bearings of heavy machinery .
One of the reasons for this defect is that the rubber and the like, of which the net cushion is made, tend to "sink" or be displaced laterally when subjected to heavy loads, and lateral displacement giving rise to misalignment of the shaft or other journaling member in the bearing.
In addition, in the case of heavy loads, wear occurs on the outer surface of the pad of rubber or similar material which slips into the corresponding recess of the rigid housing of the bearing, especially when the cross section of / recess / partially spherical in shape so as to give the bearing fully self-aligning capability. The improvements which will now be described in the present memorandum are intended to obviate these drawbacks.
According to the present invention, a bearing or equivalent device of the type specified above is characterized in that the resilient pad of rubber or similar material, while being internally provided with a packing of rigid material, is completely or partially enclosed, as regards its exterior surfaces, in a rigid and special case, the exterior shape of which is such that the casing fits into the corresponding annular recess formed in the rigid casing of the the pad so that excessive "flow" of the pad material is prevented and the exterior surfaces thereof are immune to rapid or excessive wear.
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The construction is such that the pad is inserted between the inner rigid packing and the outer hard case, which packing and housing are not directly connected to each other. The outer rigid housing and the inner rigid packing are preferably divided into two halves to facilitate assembly of the various parts of the bearing and to provide the axial compression desired for tightening the outer race of the ball bearing or roller. The inner lining and / the outer casing is or are preferably also permanently connected to the pad in known manner.
The inner liner and the outer casing are preferably each made up of two halves along a plane perpendicular to the axis of the bearing, such that these two halves are in the form of a hollow ring. The aforesaid gasket and housing can also be divided along a diametral plane.
According to a preferred embodiment of a bearing or journal according to the present invention, the outer peripheral surfaces of the two halves of the outer housing are, in cross section, partially spherical in shape, and these surfaces are arranged so as to fit closely in. an internal recess, of corresponding shape, formed in the casing of the bearing, such that a sliding movement between these surfaces and the surface of said corresponding recess is possible, so that the bearing is in full alignment -done automatic.
When the two opposing halves of the inner trim and the two opposing halves of the outer casing are joined to the rubber pad, spaces are left between their opposing interjected edges! and their outer edges, or allow prior compression of the rubber
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or similar elastic material of the bearing and to allow elastic clamping of the outer rolling path of the bearing * This construction also allows for a certain reduced degree of flow of the material of the bearing under load when the bearing is loaded. so as to achieve an elastic assembly paur the journaling shaft in the bearing.
The halves of the inner lining and the halves of the outer casing are provided, on their outer sides, with flanges directed inwards, in such a way that the cross-section of the pad has substantially the shape of a U. The two halves of the interior trim and the two halves of the exterior casing are preferably made of metal.
In cases where it is desired to have '' 'a fixed bearing or journal, the alignment of which is not entirely automatic, fixing devices are provided, such as those known under the name of collars (in English "circlips ") which is introduced into suitable grooves formed in the casing of the bearing on each side and in contact with the outer surfaces of the flanges of the two parts of the outer casing, so as to prevent any relative oscillating movement of the entire bearing to balls or rollers, with respect to the partially spherical recess formed in its casing.
The housing of the bearing can also be divided into two halves following the same plane as the halves of the outer housing and it is possible, by fixing said halves to each other by means of bolts or suitable clamping members , impart a compressing or clamping action to the outer case halves for the purpose specified above.
According to another particularity of the present in-
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In accordance with the invention, means have been provided for applying an axial compressive pressure, more intense on one side of the net cushion than on the diametrically opposite side, so as to cause the displacement of the ball or roller bearing in a direction. direction perpendicular to its axis, in order to adjust the alignment of a shaft or other journaling member in the bearing or in order to counteract this displacement of the bearing * It is obvious that the lower half of the bearing is, in general, subjected to a significantly greater pressure than the top half.
As a result, in some cases the axis of the shaft or the like tends to move downward.
By increasing the axial compressive pressure on the lower half of the bush, the rubber or similar elastic material of the bush is "sagged" under the underside of the outer race of the ball or ball bearing. rollers and thus the bearing as a whole is raised, which makes it possible to correct or compensate, to a certain degree, any slight deviation from the alignment of the axis due to the elasticity of the constituent material of the pad.
According to one method of achieving this objective, adjusting screws or the like are placed passing through threaded holes made in a fixed part of the housing of the bearing, so that their inner ends, resting against the halves of the outer housing, are arranged to cause a tilting movement inwardly thereof, which increases the compressive pressure exerted on the bush inserted between them, for example at the base of the bearing.
Recesses, shoulders or similar suitable arrangements are provided on the halves of the
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According to another method of obtaining a differential compression of the bushing, the inner ends of the adjusting screws or the aforesaid equivalent devices are arranged to engage in recessesj made in a pressure ring inserted in an annular recess on the outside of each of the halves. of the outer case.
These pressure rings, which can rotate in these recesses, allow rotational travel movement of the entire ball or roller bearing, so that even wear of the bearing surfaces can occur.
According to another feature of the present invention, one half of the bearing is made of rubber or similar material harder than the other half and this harder half is arranged so as to withstand the bearing pressure of the bearing. usual arrangement, the lower half of the pad will be of a harder material than the other half. In this last mentioned form of construction, bosses or similar protrusions provided at the outer periphery of the bearing are arranged so as to engage with corresponding recesses provided in the annular recess of the housing of the bearing, so so as to prevent any rotational movement of the bearing as a whole.
In order to understand the present invention more clearly and more easily to put it into practice, reference will now be made to the accompanying drawings where the same reference notations designate identical elements.
In these drawings: Figure 1 is a broken away isometric view of an axle bearing constructed in accordance with the present invention; Figure 2 is a vertical cross section of the assembled axle bearing, shown in Figure 1;
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Figures 3 and 4 are vertical cross sections of alternative self-aligning axle bearings constructed in accordance with the present invention; Figures 5, 6, 7, 8 and 9 are vertical cross sections of modified embodiments of non-self-aligning axle bearings constructed in accordance with the present invention;
and Figures 10 and 11 are vertical cross sections of a light railroad bogie axle and wheels showing two methods of applying the bearing shown in Figures 1 and 2.
In Figures 1 and 2 of the accompanying drawings, the housing of the bearing, designated by the reference numeral 1, has a partially spherical interior surface.
2. The bearing, like all the bearings illustrated in the accompanying drawings, is to serve as an axle bearing for light railroad rolling stock and therefore has a mounting flange at its top. , which allows the bearing to be fixed to the frame of a bogie or similar device.
The annular elastic pad comprises two corresponding parts 4 and 5, the mutually contacting faces 6 of which are parallel to the axis of the pad.The outer surface of the corresponding parts 4 and 5 of the elastic pad is partially surrounded by a pair of annular housings 7.
The outer surfaces of the corresponding parts 4 and 5 of the elastic pad, and the inner surface 8 of the parts of the annular housing 7 are of corresponding shape, so that the uncovered outer surface 9 of the parts 4 and 5 of the pad and the curved outer surface 8 of housing 7 form a partially continuous surface
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are provided with outwardly extending bosses 11 which are arranged to engage with corresponding recesses 12 provided in the partially spherical annular recess of the casing 1.
In the particular embodiment shown in Figs. 1 and 2, the ball or roller bearing 13 is arranged to be placed in the annular groove 14 of the elements 4 and 5 constituting the bearing. The annular groove 14 of the bearing element 4, which is subjected to the maximum pressure, is of a depth less than the groove of the annular 14 of the lower part 5 of the bearing, so that when the bearing is assembled, the axis 15 of the journaling axle or shaft in the bearing does not coincide with the axis 16 of the housing of the bearing (see Fig. 2).
These two parts of the annular groove 14 of the elements 4 and 5 of the bearing, when the bearing is assembled, are in the extension of one another and form a continuous and smooth a nnular groove, suitable receiving the raceway or an inner metal casing, which in turn surrounds the outer race of the bearing.
To insert parts 4 and 5 of the elastic bearing, with the associated outer housings 7, the raceway 13 and the inner housing (if desired) into the casing, all these parts are first assembled. to each other and introduced into the envelope perpendicular to their final position.
After insertion of the pad parts and associated elements into the casing, they are imparted a 90 ° rotation, so that the corresponding partially spherical surfaces 9. 10 and 2 are in contact with each other. 'other * -The notches 18 in one side of the envelope 1 allow the initial introduction
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assembled parts 4 and 5 of the pad and the outer casing 7. The housing 7, the casing 1 and the raceway 13 almost completely surround the elastic pad 4, 5 and thus prevent excessive "flow" of it. ci, when subjected to pressure.
The bearing illustrated in FIG. 3 is of construction practically identical to that of the bearing shown in FIGS. let 2, except that the housing parts 7a are provided with inwardly directed annular lips 17, which surround the inwardly directed annular surfaces of the pad 19, so as to prevent flow * 'excessive of it in the direction of the axle or shaft. The bearing shown in fig. 3 is provided with an elastic bearing 19, divided along a diametral bearing. This bush 19 is practically similar to the bush 4, 5 but has a barley to house the raceway of the bearing, which groove has the same depth equalized in the two parts of the bush 19.
The bush 19 is also provided with interior metal linings 20, containing the raceway. Said linings 20 are divided along a plane perpendicular to their axis. Another feature of the bearing variant shown in fig. 3 consists in that the spacer element 21 acts between these circumferential edges directed towards the interior of the housings
7a. This spacer element 21 is housed in a transverse recess formed in the partially spherical surface 9 of the pad 19 and prevents the bootmakers
7a do not move towards each other.
The spacer 21 is housed in the part of the pad 19 which is subjected to the least pressure exerted by the load, so that the separating action of the housing 7a due to the flow. "or the extension of
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the other part of the elastic pad 19, under the effect of the load, is prevented.
If desired, the spacer 21 can be connected to the elastic pad 19 in any suitable manner, and more than one spacer 21 can easily be employed, if desired. The spacing element 21 can obviously also be incorporated in the bearings shown in Figs. 1 and 2.
Fig. 4 shows a bearing practically similar to the bearing shown in FIG. 3, but comprising an elastic bearing 22, which is divided along a central plane perpendicular to the axis of the bearing. The mating edges of the two halves 20 of the inner raceway linings are slightly spaced apart to allow axial compression for clamping the outer raceway of the bearing. ball or roller. The bearing may also be provided with one or more spacers or separators 21, in order to keep the opposing faces of the outer housing substantially parallel to one another despite their tendency to move due to the movement. "flow" of the elastic material of the pad, when this material is subjected to a load.
All the bearings illustrated and described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4 are self-aligning bearings. Figs. 5, 6, 7, 8 and 9 illustrate bearings which are not self-aligning bearings. However, it should be noted that the alignment of the bearings shown in FIGS. 5, 8 and 9 can easily be set.
In fig. 5, the outer housings 7b are arranged so as to cover / almost entirely the outwardly disposed surface of the elastic pads 22. The edges of the housings 7b, however, are situated at some point.
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distance from each other and are arranged to receive screws with a conical point 23, provided in the casing of the bearing so that the inclination towards the inside of the sides of the casing situated on the side diametrically opposite to the direction of application of the load is prevented.
In addition to said screws 23, axial bolts 24 can be provided, so as to arrange the housings 7b parallel to one another. In this embodiment, the screws 23 simply center the bush and the roller bearing inside the casing 1. However, the screws 23 can not be used if it is desired to have a self-aligning bearing. in which case the bolts 24 prevent the extension or flow of the bearings 22 and the independent tilt of the housings 7b.
Fig. 6 shows a modified embodiment of a bearing also comprising axial bolts 24 to prevent tilting of the housings 7b relative to each other. The modification resides in the fact that at least one plate 25 is provided, which bears against one of the outer faces of the casing, in order to accommodate the bearing or the roller bearing so that there is no not automatic alignment. A single plate would allow tilting of the pad and associated parts thereof in the direction of arrow A, but by attaching said plate 25 to the casing such movement is prevented. A plate 25 can also be provided on the diametrically opposite side of the casing.
If more than one bolt 24 is provided (as shown in the interrupted section at the bottom of fig. 6), at least one of the plates 25 cannot be fixed to the casing on the same side of the bearing, since the rotating movement of the pad assembly towards the rest position would thus be hampered.
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Fig. 7 illustrates a variant of a bearing in which the elastic bearing and the housing 7 are placed between collars (in English "circlips") 26, after the inclination of the whole of the bearing into its service position in the casing 1a. . The collars 26 are engaged in annular grooves 27 provided on the inner surface of the casing, in the vicinity of the ends of the latter. These collars hold the bearing assembly in its service position.
Fig. 8 illustrates a bearing whose casing consists of two parts 28 and 29, which are fixed to each other by means of bolts 30. Each part 28 and 29 of the casing of the bearing is provided on the outside with an inwardly directed flange 31 and provided with threaded holes in which adjustment screws 32 are housed. The internal ends of the screws 32 engage with the face directed outwardly of the parts 7 of the housing and are arranged to drive the tilting movement of the entire bearing so as to cause alignment of the roller bearing and also to increase the compressive pressure exerted on the material of the bearings inserted between said housing parts 7.
If desired, the screws 32 may be placed obliquely so as to be disposed substantially tangentially to the tilting action of the bearing assembly.
In Fig. 9, which illustrates a variant of a bearing practically similar to that shown in FIG. 8, adjusting screws 32a are provided which are placed obliquely with respect to the face of parts 28a and 29a of the casing. These screws 32a are arranged to engage in annular recesses 35 provided in pressure rings 33 turn / are introduced into
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annular recesses provided in each of the outer housings of the bearings 7d. Said pressure rings 33 can turn in the recesses 34 in order to allow the rotational movement of the whole of the ball or roller bearing to be routed, thereby allowing uniform wear of the bearing surfaces.
In fig. 10, the bearing shown in figs. 1 and 2 is applied to a light railroad bogie axle.
The gaskets 36 advantageously consist of a felt washer and a rubber or similar elastic material washer enclosed in an annular metal casing. The seals 36 rub against each other and are in contact with a collar 37 or the like welded to the axle or shaft 49. The seals 36a housed between the bearing and the wheel 38 are similar to the seals 36. .
The wheel 38 is provided with an annular cavity 39 in its hub, which is arranged to serve as a grease reservoir. Said reservoir 39 is connected by conduits 41 to the bearing for transferring the lubricant. The reservoir 39 is arranged to be filled by a lubricating sleeve 42 or a similar device.
In fig. 11 the bearing is placed outside the impeller 43 and is provided with a cover plate 44, which is fixed. by means of screws or similar devices, to the outer parts 7 of the housing, so as to form a closure for the bearing. This plate 44 is provided with a lubricating sleeve 45 which allows the lubricant to be introduced into the bearing. The hub 46 of the wheel 43 is also provided with an annular grease reservoir 39 which communicates with the bearing by means of
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of a duct or device% 7 # / similar / in the axle 49.