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PERFECTIONNEMENTS AUX'ROULEMENTS A ROULEAUX.
La présente .invention est relative.à des perfectionnements àux roulements à-rouleaux du type à jeu longitudinal ou axial. Un objet de l'invention est de prévoir un roulement à rouleaux qui permette un réglage axial en- tre les éléments intérieur et extérieur du roulement sans diminuer l'apti- tude de roulement à supporter une charge radiale.
La présente invention procure un roulement à rouleaux, com- prenant un élément de roulement extérieur ayant une surface de roulement conique et une nervure de butée à une extrémité, un élément de roulement intérieur ayant une surface de roulement cylindrique, et des rouleaux co- niques entre ces surfaces de roulement;
, tournant contre la nervure de bu- tée et maintenue en alignement par celle-cio
Un objet de la présente invention consiste aussi à procurer un exemple de roulement perfectionné dans lequel l'élément de roulement intérieur est admis à se déplacer suivant le mouvement axial normal de l'arbre auquel le roulement à rouleaux est associé, et dans lequel l'élé- ment de roulement extérieur est fixe par rapport à l'élément intérieur, pour supporter l'arbre transversalement à son axe de rotation et pour per- mettre un réglage des rouleaux du roulement sans créer des efforts inté- rieurs dans le roulement à rouleauxo
L'invention consiste g en un élément de roulement intérieur ayant une surface de roulement cylindrique à sa périphérie extérieure, concentrique par rapport à l'axe du roulement à rouleaux,
- en un élément de roulement extérieur ayant une surface de roulement conique et une nervure de butée à son extrémité de grand diamètre; et en rouleaux coniques dispo- sés dans les chemins de roulement entre les éléments intérieur et exté- rieur, lesdits rouleaux coniques ayant leurs sommets sur la surface de roulement cylindrique. L'invention consiste, de plus, en les parties et combinaisons de parties composant le présent ensemble de roulement à rouleaux, comme décrit ci-après avec référence aux dessins annexés.
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Dans ces dessins, qui illustrent des modes de réalisation de l'invention : -
La figure 1 est une vue d'extrémité en élévation, du-présent roulement à rouleaux perfectionnée représente en combinaison avec un systè- me de suspension d'arbre, dans lequel celui-ci, supporté par le roulement, est montré en coupe transversale;
La figure 2 est une vue en élévation, en coupe, longitudinale, à grande échelle, de l'ensemble de roulement à rouleaux, dans laquelle les caractéristiques de ce roulement sont montrées avantageusement; et la figure 3 est une vue en élévation, en coupe, partielle, agrandie, d'un ensemble de roulement à rouleaux modifié, du type à double rangée de rouleaux.
Aux dessins, l'arbre 10 est représenté comme étant supporté par un système de suspensions d'arbre, en deux parties, consistant en une portion supérieure 11 en forme de console et une partie inférieure 12 dé- montable, formant chapeau, fixée d'une manière convenable par des disposi- tifs à boulons 13Les parties 11 et 12 du système de suspension sont con- formées intérieurement (figure 2) pour réaliser un siège annulaire 14 pour Isolément extérieur du roulement ou cuvette 15. L'élément de roulement intérieur 16 est conçu pour recevoir l'arbre 10, et une série de rouleaux coniques 17 sont disposés entre les éléments de palier 15 et 16.
Une struc- ture à cage 18 pour les rouleaux, de forme habituelle, est prévue pour maintenir les rouleaux ensembleo
En se référant à la figure 2, on peut voir que l'élément de roulement intérieur 16 présente un chemin de roulement cylindrique 20, concentrique par rapport à l'axe de l'arbre et disposé sur la périphérie extérieur de ce dernier. On voit que l'élément de roulement extérieur 15 est la seule partie du roulement pourvue d'un chemin de roulement coni- que. Le chemin de roulement conique de l' élément extérieur 15 est désig- né par 21, et il est pourvu, de plus, d'une nervure de butée 22 du côté de son plus grand diamètre.
Les rouleaux 17 de l'ensemble formant roulement sont d'allure conique et sont;, de plus, bombés dans le sens longitudinal de manière que la partie 23 des rouleaux sont tout le temps en contact de roulement en- tre les surfaces de roulement des éléments intérieur et extérieure ce qui tend à réduire l'action de gauchissement des rouleaux. Les rouleaux 17 sont de plus conformés de manière que le ppint sommet A, (voir figure 2) tombe sur la surface de roulement cylindrique 20 de l'élément de roule- ment intérieur 16, ou sur un prolongement de cette surface de roulement cylindrique, comme indiqué par la ligne de construction dessinée.
Dans l'ensemble, formant roulement de ce type, l'angle du rouleau, désigné par B, est égal à une moitié de l'angle intérieur de la surface de roulement conique extérieur 21. En vue, d'autre part, de minimiser la tendance des rouleaux au gauchissement ou à tourner hors de leur alignement propre, la surface terminale de grand diamètre 24 des rouleaux 17 et la'surface de la nervure de butée 25 sont de forme sphérique et ont un rayon R qui est égal à la distance du rouleau au sommet A.
La combinaison du bombage peu impor- tant de chacun des rouleaux 17 et de la forme similaire ou sphérique des surfaces correspondantes à l'extrémité de grand diamètre des rouleaux et à la surface de la nervure de butée 25, diminue la tendance des rouleaux au gauchissement ou à se déplacer en dehors de leur alignement propre ou vou- lu, dans les chemins de roulement.
Gomme le présent roulement supportera uniquement des charges radiales, les rouleaux 17 créent une poussée contre l'élément de roulement extérieur 15, qui est contre-balancée par la nervure de butée 22. Ceci, par conséquent, permet à l'élément de roulement intérieur 16 de se mouvoir axialement, dans les limites permises, de sorte que l'ensemble du roulement supporte des charges radiales et, en même temps, permet un réglage du jeu axial de l'élément de roulement intérieur par rapport à l'élément de roule- ment extérieur fixe.
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Le mouvement de jeu axial permis de l'élément de roulement 16 avec l'arbre 10 est déterminé par l'espace prévu entre les extrémités de grand diamètre 24 des rouleaux et un anneau de butée 19 (figure 2) formé, d'une pièce, avec l'élément de roulement cylindrique 16. La face annulaire intérieure de l'anneau 19, contre laquelle les extrémités 24 des rouleaux aboutent, est constituée de manière à avoir la même forme que ceux-ci, comme représentéo L'anneau 19 limite le mouvement axial dans une direc- tion et agit pour forcer les rouleaux 17 à se coincer ou à se déplacer par rapport aux éléments de roulement intérieur et extérieur respective- ment 16 et 15.
Cette action de coinçage a pour résultat une poussée axia- le sur l'arbre 10 qui passe entre les surfaces radiales du roulement' com- me dans-un roulement à rouleaux conique habituel.
En se référant à la figure 3, le roulement actuellement perfec- tionné est représenté avec montage de roulement à double rangée, compor- tantun élément de roulement intérieur 27 pourvu d'une surface de roule- ment cylindrique concentrique 28 sur sa périphérie extérieure; un élément de roulement extérieur 29 ayant des surfaces de roulement coniques 30 et 31 dirigées en sens opposés et des nervures de butée adjacentes 32 et 33; une série de rouleaux 17 pour la surface de roulement conique 30 ; et une seconde série de rouleaux 17 pour la surface de roulement conique 31. Les rouleaux 17 ont été décrits en se référant aux figures 1 et 2, et chaque série est maintenue assemblée par la structure à cage habituelle 18.
L'ar- bre 10 est disposé dans l'élément de roulement intérieur 27, et Isolément de roulement extérieur 29 est convenablement monté dans une structure de suspension 34 pour arbre, d'un type similaire à celui représenté à. la figu- re 1. L'élément de roulement intérieur 27 est axialement de même étendue que l'élément de roulement extérieur 29.
Les caractéristiques de l'ensemble de roulement à double ran- gée de rouleaux sont sensiblement identiques à celles décrites en ce qui concerne le roulement de la figure 2. Il est important de signaler que le point sommet de chacun des rouleaux des deux séries, à la figure 3, se trou- ve sur la surface de roulement cylindrique 28 de l'élément de roulement intérieur 27, ou sur un prolongement de cette surface.
Chacun des rouleaux présente un léger bombage longitudinal pour diminuer les tendances au gau- chissement,et les surfaces intérieures 35 et 36 des nervures de butée 32 et 33 de l'élément de roulement extérieur sont de forme sphérique pour cor- respondre à la surface similaire 24 des extrémités de grand diamètre des rouleaux. Ces surfaces correspondantes, conformées de manière sphérique, sont construites avec un rayon qui est égal à la distance du rouleau à son sommeto
Il est aussi montrée à la figure 3, que l'élément de roulement cylindrique 27 est pourvu d'un anneau de butée 26 du type décrit avec réfé- rence à la notation 19 de la figure 2o L'anneau 26 limite le mouvement de poussée axial de Isolément 27,
en forçant les séries adjacentes de rouleaux 17 à subir la poussée et à la transmettre aux éléments 27 et 29 comme char- ges radiales. Une poussée axiale, dans une direction opposée, le long de l'élément 27, est supportée par le même type d'anneau 26 dans un autre en- semble de roulement similaire (non représenté) ou par un anneau prévu à l'extrémité de droite de l'élément 27.
L'invention ayant été décrite en ce qui concerne ses modes de réalisation préférés;, il doit être compris que des modifications peuvent y être apportées, sans se départir pour cela de l'esprit et du but de l'in- vention, comme ils sont définis dans les revendications suivantes REVENDICATIONS.
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IMPROVEMENTS TO ROLLER BEARINGS.
The present .invention relates to improvements to roller bearings of the type with longitudinal or axial play. It is an object of the invention to provide a roller bearing which allows axial adjustment between the inner and outer elements of the bearing without diminishing the ability of the bearing to bear radial load.
The present invention provides a roller bearing, comprising an outer rolling element having a tapered rolling surface and a thrust rib at one end, an inner rolling element having a cylindrical rolling surface, and tapered rollers. between these running surfaces;
, rotating against the stop rib and kept in alignment by it.
It is also an object of the present invention to provide an example of an improved bearing in which the inner rolling element is allowed to move with the normal axial movement of the shaft with which the roller bearing is associated, and in which the inner rolling element is allowed to move. outer rolling element is fixed with respect to the inner element, to support the shaft transversely to its axis of rotation and to allow adjustment of the bearing rollers without creating internal forces in the roller bearing.
The invention consists of an inner rolling element having a cylindrical rolling surface at its outer periphery, concentric with the axis of the roller bearing,
- in an outer rolling element having a conical rolling surface and a thrust rib at its end of large diameter; and in tapered rollers disposed in the raceways between the inner and outer members, said tapered rollers having their tops on the cylindrical running surface. The invention further consists of the parts and combinations of parts making up the present roller bearing assembly, as hereinafter described with reference to the accompanying drawings.
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In these drawings, which illustrate embodiments of the invention: -
Figure 1 is an end elevational view of the present improved roller bearing shown in combination with a shaft suspension system, in which the shaft, supported by the bearing, is shown in cross section;
FIG. 2 is an elevational view in section, longitudinal, on a large scale, of the roller bearing assembly, in which the characteristics of this bearing are advantageously shown; and FIG. 3 is an elevational, sectional, partial, enlarged view of a modified roller bearing assembly of the double row roller type.
In the drawings, the shaft 10 is shown as being supported by a system of shaft suspensions, in two parts, consisting of an upper portion 11 in the form of a bracket and a removable lower portion 12, forming a cap, fixed in place. in a suitable manner by means of bolts 13 The parts 11 and 12 of the suspension system are internally shaped (figure 2) to provide an annular seat 14 for the outer bearing element or cup 15. The inner bearing element 16 is designed to receive the shaft 10, and a series of taper rollers 17 are arranged between the bearing members 15 and 16.
A cage structure 18 for the rollers of the usual shape is provided to hold the rollers together.
Referring to Figure 2, it can be seen that the inner rolling element 16 has a cylindrical raceway 20, concentric with respect to the axis of the shaft and disposed on the outer periphery of the latter. It can be seen that the outer rolling element 15 is the only part of the bearing provided with a tapered raceway. The tapered raceway of the outer member 15 is designated 21, and it is further provided with a stop rib 22 on the side of its larger diameter.
The rollers 17 of the bearing assembly are tapered in shape and are, moreover, crowned in the longitudinal direction so that the part 23 of the rollers are in rolling contact between the rolling surfaces of the wheels at all times. inner and outer elements which tend to reduce the warping action of the rollers. The rollers 17 are further shaped so that the apex A, (see Figure 2) falls on the cylindrical rolling surface 20 of the inner rolling element 16, or on an extension of this cylindrical rolling surface, as indicated by the drawn construction line.
Overall, forming a bearing of this type, the angle of the roller, denoted by B, is equal to one half of the interior angle of the outer tapered bearing surface 21. With a view, on the other hand, to minimize the tendency of the rollers to warp or spin out of their proper alignment, the large diameter end surface 24 of the rollers 17 and the surface of the stop rib 25 are spherical in shape and have a radius R which is equal to the distance from roll to top A.
The combination of the small bending of each of the rollers 17 and the similar or spherical shape of the corresponding surfaces at the large diameter end of the rollers and the surface of the stop rib 25, decreases the tendency of the rollers to warp. or to move out of their proper or desired alignment, in the raceways.
Since the present bearing will only support radial loads, the rollers 17 create a thrust against the outer rolling element 15, which is counterbalanced by the thrust rib 22. This, therefore, allows the inner rolling element. 16 to move axially, within the permissible limits, so that the whole bearing supports radial loads and, at the same time, allows adjustment of the axial play of the inner rolling element relative to the rolling element - fixed exterior.
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The permissible axial clearance movement of the rolling element 16 with the shaft 10 is determined by the space provided between the large diameter ends 24 of the rollers and a formed, integrally formed thrust ring 19 (Figure 2) , with the cylindrical rolling element 16. The inner annular face of the ring 19, against which the ends 24 of the rollers abut, is formed so as to have the same shape as these, as shown. The ring 19 limits axial movement in one direction and acts to force rollers 17 to jam or move relative to inner and outer rolling elements 16 and 15, respectively.
This wedging action results in axial thrust on shaft 10 which passes between the radial surfaces of the bearing as in a conventional taper roller bearing.
Referring to Figure 3, the presently improved bearing is shown with a double row bearing arrangement, having an inner bearing member 27 provided with a concentric cylindrical bearing surface 28 on its outer periphery; an outer rolling element 29 having conical rolling surfaces 30 and 31 directed in opposite directions and adjacent thrust ribs 32 and 33; a series of rollers 17 for the tapered running surface 30; and a second set of rollers 17 for the tapered running surface 31. The rollers 17 have been described with reference to Figures 1 and 2, and each set is kept assembled by the usual cage structure 18.
The shaft 10 is disposed in the inner bearing member 27, and the outer bearing member 29 is suitably mounted in a suspension structure 34 for a shaft, of a type similar to that shown in. Fig. 1. The inner rolling element 27 is axially of the same extent as the outer rolling element 29.
The characteristics of the double row roller bearing assembly are substantially identical to those described with regard to the bearing of Figure 2. It is important to note that the apex point of each of the rollers of the two series, at FIG. 3 is on the cylindrical rolling surface 28 of the inner rolling element 27, or on an extension of this surface.
Each of the rollers has a slight longitudinal crowning to decrease warping tendencies, and the inner surfaces 35 and 36 of the stop ribs 32 and 33 of the outer rolling element are spherically shaped to match the similar surface. 24 of the large diameter ends of the rollers. These corresponding surfaces, shaped in a spherical manner, are constructed with a radius which is equal to the distance of the roller from its summit.
It is also shown in figure 3 that the cylindrical rolling element 27 is provided with a stop ring 26 of the type described with reference to the notation 19 in figure 2. The ring 26 limits the thrust movement. axial of Isolation 27,
by forcing the adjacent sets of rollers 17 to take the thrust and transmit it to the elements 27 and 29 as radial loads. Axial thrust, in an opposite direction, along member 27 is supported by the same type of ring 26 in another similar bearing assembly (not shown) or by a ring provided at the end of the bearing. right of element 27.
The invention having been described with regard to its preferred embodiments; it should be understood that modifications may be made thereto, without thereby departing from the spirit and purpose of the invention, as they are defined in the following claims CLAIMS.
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