Roulement à rouleaux. La présente invention concerne des perfec tionnements apportés aux roulements à rou leaux cylindriques rotatifs tournant en sui vant une orbite cylindrique et construit de faeon à durer longtemps et à supporter de fortes charges par rapport à l'encombrement dans le sens radial du roulement.
Ces perfectionnements s'appliquent parti- eulièrement aux roulements du type à rou- Icaux cylindriques couramment connus sous le nom de roulements à aiguilles, dont les rou leaux ont un diamètre relativement faible par rapport. à leur longueur, c'est-à-dire que la longueur du rouleau est au moins égale au triple de son diamètre et. que le diamètre ne dépasse généralement pas 5 mm.
Ces roule ments supportent de fortes charges radiales et peuvent être réglés d'ans le sens de l'axe entre l'arbre et leur logement, mais, en raison de la lon'ueur des rouleaux, ceux-ci sont particu lièrement susceptibles d'y prendre une posi tion oblique ou en sens inverse sous l'effet de la flexion. éventuelle d'un arbre ou du défaut d'alignement. de L'arbre avec le logement coan- plémentaire, ou si les extrémités des rouleaux oti de leurs guides sont si peu que ce soit dissymétriques.
La présente invention a pour objet un roulement à rouleaux, comprenant une bague de roulement au moins, ainsi qu'une cage des tinée à guider les rouleaux et tournant. libre ment avec eux, caractérisé en ce que l'une des bagues de roulement comporte des deux côtés des rebords latéraux présentant des surfaces radiales intérieures servant de guidage pour les extrémités des rouleaux et des surfaces axiales portant la cage et lui servant de gui dage, les surfaces axiales des rebords et la. surface extérieure de la cage se trouvant. approximativement sur le cercle primitif des axes des rouleaux et lesdites surfaces axiales des rebords n'étant espacées des parties de la surface extérieure de la cage avec lesquelles elles coopèrent que par un jeu suffisant pour ménager entre elles un frottement. de glisse ment.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme et des variantes d'exé cution du roulement. à rouleaux selon l'inven tion.
Les fig. 1. à 10 représentent une première forme d'exécution d'un roulement à aiguilles comportant des rebords latéraux en une seule pièce disposés sur une bague de roulement extérieure.
La fig. 1 est une élévation latérale, avec arrachements faisant apparaître la construc tion intérieure.
La. fig. 2 est. une vue en plan du roule ment, dont. une portion de la bague de roule ment est arrachée de façon à faire apparaître la cage et les aiguilles.
La. fig. 3 est une coupe transversale sui vant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe, à très grande échelle, d'une portion du roulement à Pinté- rieur de la circonférence en traits mixtes clé la fig. 1 et dont la bague de roulement inté rieure est, supprimée.
La fig. 5 est une élévation extérieure d'un fragment. de la cage et de quelques aiguilles. La fig. 6 est une coupe transversale sui vant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une élévation intérieure d'une portion du fragment de la cage de la fig. 5. La fig. 8 est une coupe transversale par tielle indiquant la position d'une aiguille sur le point d'être poussée à travers une fenêtre de la. cage dans la. bague de roulement.
La. fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la fig. 10 et indique de quelle ma nière on forme des dispositifs de retenue des aiguilles sur les barres de guidage en for mant des rainures dans les parois intérieures des barres au moyen d'une étampe rotative à nervures périphériques.
La fig. 10 est une coupe suivant la. ligne brisée 10-10 de la fig. 9.
Les fig. 11 à 13 représentent une variante de roulement cylindrique à aiguilles repré senté aux fig. 1 à 10.
La fig. 11 est. une élévation latérale dont certains éléments sont arrachés pour faire apparaître la construction intérieure.
La. fig. 12 est une coupe à très grande échelle d'une portion du roulement suivant. la ligne 12-12 de la fig. 13 et dont la bague de roulement intérieure a été supprimée.
La fig. 13 est une coupe transversale.
La fig. 14 indique, sous forme schéma tique, de quelle manière on -forme les dispo sitifs de retenue sur les barres de guidage d'une cage au moyen d'une étampe rotative à dents.
La fig. 15 est une coupe partielle d'une autre forme d'exécution constituant un roule ment à. aiguilles et comportant des rebords latéraux sur une bague de roulement inté rieure, une des aiguilles étant sur le point d'être introduite dans le chemin de roulement, en passant par une fenêtre de la cage.
La fig. 16 est une coupe axiale de la fig. 15. Le roulement à aiguilles représenté aux fig. 1 à 10 comporte une bague de roulement extérieure l., à. rebords 2 et 3 en une seule pièce, symétriques dirigés dans le sens radial et espacés suivant l'axe, qui comportent des faces axiales symétriques 2a. et. 3a dans un plan cylindrique commun et des faces radiale symétriques 2b et 3b dirigées dans le sens transversal par rapport à l'axe de la. bague.
-Un chemin de roulement des aiguilles est mé nagé entre les faces 2b et 3b et a une forme convexe suivant l'axe, comme l'indique le che min de roulement 4 de la fi-. 3. Cette cour bure suivant l'axe du chemin de roulement est juste suffisante pour que les aiguilles s'ap pliquent plus fortement par leur portion cen trale que par leurs extrémités ou pour ména ger aux extrémités des aiguilles un jeu suffi sant pour empêcher les charges de s'appliquer fortement ou de se concentrer sur les extré mités des aiguilles ou sur les bords extérieurs du chemin de roulement. Le chemin de roule ment peut. être cylindrique comme l'indique la fig. 13 au lieu d'avoir une forme courbe suivant l'axe.
Une cage de guidage tubulaire 5 à. fenêtres et introduite dans la bague de roulement, clé Tacon que ses bords continus recouvrent. les surfaces annulaires axiales 2a et 3a des, rebords 2 et 3 et s'ajustent à frottement. de glissement sur elles. Les rebords 2 et 3 cons tituent le seul support de la cage, et un libre jeu de marche est ménagé entre la cage et les rebords. Ce jeu est généralement de l'ordre de 0,12 mm par exemple, ou moins, de sorte qu'il n'existe pas de jeu radial ou flottement appréciable de la cage dans la bague de roule ment.
Les fentes de la cage forment des fenêtres 6 de logement des aiguilles limitées ehacune par des surfaces radiales des bords de la cage dirigés transversalement par rapport à l'axe de la cage et par les surfaces 7 des barres 8 en une seule pièce avec les bords de la. cage.
Les surfaces intérieures des barres 8 sont estampées de façon à former des rainures 9, desquelles le métal est refoulé latéralement dans les fenêtres 6, pour former des disposi- tifs de retenue 10 des aiguilles cylindriques symétriques 11, qui peuvent tourner sur leurs axes respectifs et tournent suivant une orbite cylindrique dont. l'axe coïncide avec l'axe de la cage. Les extrémités 1.2 de chaque aiguille sont arrondies et les axes de rotation de ces extrémités sont situés sur un cercle primitif qui coïncide sensiblement avec la ligne de jonction entre les surfaces périphériques annu laires des rebords de la cage et les surfaces annulaires 2a et 3ca des rebords 2, 3 de la bague.
La largeur périphérique des barres 8 est plus grande que leur épaisseur radiale, et les surfaces périphériques intérieures et exté rieures des barres et des rebords sont sensi blement parallèles entre elles, en donnant ainsi aux surfaces intérieures et extérieures de la cage une forme sensiblement continue d'un contour général cylindrique. Les faces (les barres et des rebords eii contact avec les aiguilles se trouvent entre ces surfaces inté rieures et extérieures et dans une position transversale par rapport à elles.
Les faces transversales des barres et les faces tranver- sales des rebords qui limitent chaque fenêtre sont parallèles entre elles, au moins dans leurs portions voisines du cercle primitif suivant lesquelles elles sont en contact avec les aiguilles et les guident.
Les aiguilles sont guidées en partie pen dant que le roulement. fonctionne du fait que leurs périphéries sont en contact avec les sur faces parallèles des barres adjacentes en des points voisins du cercle primitif et à une dis- tanee inférieure à la moitié de l'épaisseur ra diale des barres 8 à partir de leurs surfaces périphériques voisines du chemin de roule ment 4, en évitant ainsi toute tendance d'une aiguille à monter sur la cage et en réduisant au minimum la tendance éventuelle des ainiilles ou de la cage à prendre une position oblique.
Les extrémités symétriques des aiguilles 1.1 sont de préférence arrondies par passage au tonneau et, étant donné que leurs axes de rotation sont situés sur un cercle primitif coïncidant sensiblement avec la ligne de jonc- tion entre les bords de la. cage et les surfaces périphériques 2a et 3a, une faible portion seulement des surfaces de bout des aiguilles est en contact avec le rebord et les surfaces 2b et 3b et avec les parties coopérantes de la surface périphérique extérieure de la cage 5.
Le contact des extrémités des aiguilles, avec ces surfaces de la bague et de la cage tour nant l'une par rapport à l'autre empêche toute tendance au mouvement de déplacement axial de la cage.
Les aiguilles ont des longueurs arbitraires, telles qu'on les obtient dans les machines auto matiques à cisailler et à passer au tonneau, mais le centre de leurs extrémités peut être meulé pour en augmenter l'uniformité linéaire.
Suivant les fig. 1 à 3, les aiguilles sont supportées normalement par la surface 13 convexe dans le sens de l'axe d'une bague de roulement intérieure 14. Mais la bague de roulement intérieure peut être supprimée, comme l'indique la fig. 4, et le roulement peut être monté directement sous forme de man chon sur un arbre, tourillon, etc. Les :dispo sitifs de retenue 10 sont généralement hors de contact avec les aiguilles lorsqu'ils sont en contact avec une bague de roulement inté rieure, un arbre ou un tourillon.
Pour établir la relation nécessaire entre les éléments en mouvement et les éléments de guidage, le rayon de chaque aiguille doit être sensiblement égal à la distance radiale de l'orbite entre le sommet du chemin de roule ment 4 et le plan cylindrique commun des surfaces 2a et 3a. Le diamètre extérieur de l a cage doit être sensiblement égal au diamètre du cercle primitif des axes des aiguilles. Ces cotes peuvent varier pour tenir compte du jeu et des tolérances de fabrication, mais la zone contenant la ligne de jonction ne doit pas se trouver à une distance du cercle pri mitif supérieure à 10% du diamètre d'une aiguille.
L'épaisseur de la paroi de la cage ne doit pas dépasser sensiblement un tiers du diamètre d'une aiguille, et la largeur des fenê tres de la cage ne doit être que légèrement. supérieure au diamètre d'une aiguille. Il résulte de ces proportions et. disposi tions relatives que les axes de rotatiorf des aiguilles se déplacent sur un cercle primitif qui coïncide sensiblement avec la ligne de jonction entre les surfaces annulaires coopé rantes des rebords et de la. cage, et chaque aiguille des roulements des fig. 1 à 14 est guidée symétriquement au voisinage du cercle primitif du fait que les surfaces de ses extré mités, qui se trouvent à l'intérieur du cercle primitif, sont en contact.
avec les surface, radiales des bords de la cage, et que les sur faces de ses extrémités à l'extérieur du cercle primitif sont en contact avec les surfaces ra diales 2b et 3b des nervures 2 et 3. Il n'existe sensiblement pas de surface, voisine d'tln rayon de l'orbite coupant l'axe d'une aiguille et située à l'intérieur et à l'extérieur du cercle primitif, qui soit en contact avec les surfaces radiales des bords de la cage ou avec les sur faces des rebords de la. bague. Par consé quent, les mouvements de ces surfaces de l'extrémité d'une aiguille en sens opposés pen dant le mouvement épicvcloïdal de l'aiguille n'exercent pas des efforts opposés (et sou vent inégaux) contre une surface continue unique d'un rebord.
Si on considère, à titre d'exemple, une force appliquée à la. bague 1 la faisant tour ner dans le sens des aiguilles d'une montre, les aiguilles reçoivent un mouvement épi- cycloïdal suivant une orbite cylindrique autour de l'axe x du roulement. Si on considère un rayon orbital<I>x'</I> passant par l'axe x et par l'axe 9 d'une aiguille 11, chaque surface de bout de l'aiguille voisine de ce rayon et en dehors du cercle primitif tourne autour de l'axe 9 dans la direction du mouvement de l'aiguille sur son orbite et la portion de cette surface voisine de l'axe y est en contact avec une surface 2b ou 3b et est. guidée par elle.
Au même moment, chaque surface de bout d'une aiguille voisine de ce rayon de l'orbite et à. l'intérieur du cercle primitif tourne au tour de l'axe y en sens inverse du mouvement de l'aiguille sur son orbite et la portion de cette surface voisine de l'axe y est en contact avec la surface radiale de la cage et est gui- dée par cette surface, dont la mobilité par rapport à la. bague fait disparaître les efforts qui seraient. dus à ces mouvements opposés des surfaces de bout de l'aiguille et s'exerce raient contre une surface continue telle qu'un rebord.
Les rainures des barres 8 de formation des dispositifs de retenue 10 peuvent être facile ment. obtenues en montant une cage 5 dans le siège cylindrique d'un mandrin < 1 (fig. 9) et en l'empêchant de tourner au moyen de griffes 13 qui poussent fortement l'extrémité de la cage contre un épaulement. du siège du mandrin. Une étampe rotative comportant des nervures C est montée sur un arbre D et tourne contre les surfaces intérieures des barres 8, de façon à v former des rainures espa cées 9 et des dispositifs de retenue 7.0 refoulés.
On pose la cage sur les surfaces 2b et 3b d'une bague de roulement et on pousse les aiguilles 11 à. travers les fenêtres 6 dans le canal entre les rebords 2 et 3. Le métal de la tôle, de préférence en acier, qui constitue la cage et dont le coefficient de dilatation est sensiblement le même que celui des bagues de roulement, est suffisamment élastique pour permettre aux aiguilles 11 de passer brusque ment au-delà des dispositifs de retenue 10 et à ces dispositifs de revenir élastiquement dans leur position en empêchant ainsi les aiguilles de tomber hors des fenêtres.
Les fig. 11 à. 1.1 représentent une va riante dans laquelle le chemin de roulement 4' est cylindrique, les extrémités 12' des aiguilles 11 sont chanfreinés suivant un angle d'envi ron 45 ;
le diamètre de la ligne de jonction entre les rebords des extrémités de la cage 5 et des surfaces 2a, et 3a des rebords 2' et 3' est. un peu plus grand que celui du cercle pri mitif des aiguilles 11, et. les dispositifs de rete nue 10' consistent en languettes estampées dans les fenêtres au moyen des dents C' des nervures de l'étampe C. La bague de roule ment intérieure 14' de cette forme de cons truction comporte une surface cylindrique en contact avec les rouleaux.
Les surfaces périphériques des rebords de la cage 5 de cette forme de construction et les surfaces périphériques 2a et $a. des rebords 2' et 3' de la cage (et par conséquent la ligne (le jonction entre ces surfaces périphériques) se trouvent en dehors du cercle primitif des aiguilles 11., mais à une distance en dehors de ce cercle primitif clé moins de 1011/o du dia mètre < les aiguilles. Par suite, la surface de bout (le chaque aiguille en mouvement en sens inverse de 1a direction du mouvement de l'ai-.
,aille sur :son orbite est en contact avec une surface radiale de la cage seulement, mais cette surface est aussi en contact avec une petite portion insignifiante clé la surface de bout de l'aiguille en mouvement dans le même sens que le mouvement de l'aiguille sur son orbite, et la majeure partie de cette dernière surface est en contact. avec une face radiale d'un rebord.
Les points de contact de guidage entre les aiguilles et les parois des fenêtres de la cage se trouvent plus loin dans les fenêtres que clans la. forme de réalisation des fig. 1 à 10. Mais ces points de contact sont toujours à une distance inférieure à la moitié de l'épais seur radiale d'une barre à partir de sa surface périphérique la plus voisine du chemin de roulement 4'. Par conséquent, les aiguilles en fonctionnement sont guidés principalement du fait du contact de leurs surfaces périphéri- clues avec les faces transversales de la cage en des points voisins du cercle primitif des aiguilles et ce guidage n'est guère compromis. sinon pas du tout, par le contact des extré mités des aiguilles avec leurs guides mobiles par rapport à elles.
Les fig. 15 et 16 représentent un roule ment à. aiguilles avec bague de roulement inté rieure 100, qui comporte de chaque côté un rebord latéral 102, dont les surfaces périphé riques s'ajustent, à frottement glissant sur les bords d'une cage<B>105,</B> de façon que la ligne de jonction entre les bords de la cage et les rebords de la couronne coïncide sensiblement avec le cercle primitif de l'aiguille 111.
Pour as, embler ce roulement, on pousse les aiguilles en dedans en les faisant passer sur les dispo sitifs de retenue 110 qui ont été formés anté rieurement en refoulant le métal des rainures 109 des barres 108. Les dispositifs de retenue reviennent élastiquement en place après qu'on a fait passer les aiguilles sur eux et empê chent les aiguilles de tomber hors de la cage lorsqu'ils n'existe pas de bague de roulement. extérieure ou de logement les supportant.
La cage de cette forme d'exécution est. portée par les rebords 102. Les aiguilles sont. en contact avec les faces transversales des barres<B>1.08</B> en des points de contact situés à une distance inférieure à la moitié de l'épais seur radiale des barres à partir de leurs sur faces les plus voisines clu chemin de roule ment 1.04 entre les rebords 102.
Les dispositifs de retenue 1.1.0 sont nor malement hors de contact avec les périphéries des aiguilles pendant que le roulement fonc tionne, et sont estampés dans les surfaces des barres 108 éloignées du chemin de roulement 1.04, en restant à l'intérieur du contour géné ral de la. surface de la cage.
Roller bearing. The present invention relates to improvements made to rotary cylindrical roller bearings rotating in a cylindrical orbit and constructed to last a long time and to withstand high loads in relation to the bulk in the radial direction of the bearing.
These improvements apply in particular to bearings of the cylindrical roller type commonly known under the name of needle bearings, the rollers of which have a relatively small diameter in comparison. to their length, that is to say that the length of the roll is at least equal to three times its diameter and. that the diameter does not generally exceed 5 mm.
These bearings support strong radial loads and can be adjusted in the direction of the axis between the shaft and their housing, but, due to the length of the rollers, they are particularly susceptible to take an oblique position or in the opposite direction under the effect of bending. possible shaft or misalignment. of the shaft with the complementary housing, or if the ends of the rollers oti their guides are so little that it is asymmetrical.
The present invention relates to a roller bearing, comprising at least one rolling ring, as well as a cage for guiding the rollers and rotating. freely with them, characterized in that one of the rolling rings has on both sides lateral flanges having inner radial surfaces serving as guides for the ends of the rollers and axial surfaces supporting the cage and serving as a guide, the axial surfaces of the flanges and the. outer surface of the lying cage. approximately on the pitch circle of the axes of the rollers and said axial surfaces of the flanges not being spaced from the parts of the outer surface of the cage with which they cooperate only by sufficient play to provide friction between them. sliding.
The accompanying drawing shows, by way of example, a form and variants of execution of the bearing. roller according to the invention.
Figs. 1 to 10 show a first embodiment of a needle bearing having side flanges in one piece arranged on an outer bearing race.
Fig. 1 is a side elevation, with cutouts showing the interior construction.
Fig. 2 is. a plan view of the bearing, including. a portion of the bearing ring is torn off so as to reveal the cage and the needles.
Fig. 3 is a cross section taken along line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is a cross-section, on a very large scale, of a portion of the bearing within the circumference in phantom lines in FIG. 1 and of which the inner bearing race is deleted.
Fig. 5 is an exterior elevation of a fragment. cage and some needles. Fig. 6 is a cross section taken along line 6-6 of FIG. 5.
Fig. 7 is an interior elevation of a portion of the fragment of the cage of FIG. 5. FIG. 8 is a partial cross section showing the position of a needle about to be pushed through a window of the. cage in the. bearing ring.
Fig. 9 is a section taken along line 9-9 of FIG. 10 and shows how needle retainers are formed on the guide bars by forming grooves in the inner walls of the bars by means of a rotary die with peripheral ribs.
Fig. 10 is a section along the. broken line 10-10 of fig. 9.
Figs. 11 to 13 represent a variant of the cylindrical needle bearing shown in figs. 1 to 10.
Fig. 11 is. a side elevation of which certain elements are torn off to reveal the interior construction.
Fig. 12 is a section on a very large scale of a portion of the following bearing. line 12-12 of fig. 13 and whose inner bearing race has been removed.
Fig. 13 is a cross section.
Fig. 14 indicates, in the form of a tick diagram, how the retaining devices are formed on the guide bars of a cage by means of a rotary die stamp.
Fig. 15 is a partial section of another embodiment constituting a bearing. needles and having lateral flanges on an inner rolling ring, one of the needles being about to be introduced into the raceway, passing through a window of the cage.
Fig. 16 is an axial section of FIG. 15. The needle bearing shown in fig. 1 to 10 has an outer bearing ring l., To. flanges 2 and 3 in one piece, symmetrical directed in the radial direction and spaced apart along the axis, which have symmetrical axial faces 2a. and. 3a in a common cylindrical plane and symmetrical radial faces 2b and 3b directed in the transverse direction with respect to the axis of the. Ring.
-A needle roller raceway is arranged between the faces 2b and 3b and has a convex shape along the axis, as indicated by the raceway 4 of the fi. 3. This curvature along the axis of the raceway is just sufficient for the needles to apply more strongly by their central portion than by their ends or to provide sufficient clearance at the ends of the needles to prevent them from falling. loads apply strongly or concentrate on the ends of the needles or on the outer edges of the raceway. The rolling path can. be cylindrical as shown in fig. 13 instead of having a curved shape along the axis.
A tubular guide cage 5 to. windows and inserted into the bearing ring, Tacon key that its continuous edges cover. the axial annular surfaces 2a and 3a of the flanges 2 and 3 and fit in friction. sliding on them. The edges 2 and 3 constitute the only support of the cage, and a free play is provided between the cage and the edges. This play is generally of the order of 0.12 mm, for example, or less, so that there is no appreciable radial play or float of the cage in the rolling ring.
The slots of the cage form windows 6 for housing needles, each limited by radial surfaces of the edges of the cage directed transversely to the axis of the cage and by the surfaces 7 of the bars 8 in one piece with the edges of the. cage.
The inner surfaces of the bars 8 are stamped so as to form grooves 9, from which the metal is forced laterally into the windows 6, to form retaining devices 10 for the symmetrical cylindrical needles 11, which can rotate on their respective axes and rotate in a cylindrical orbit including. the axis coincides with the axis of the cage. The ends 1.2 of each needle are rounded and the axes of rotation of these ends are situated on a pitch circle which substantially coincides with the junction line between the annular peripheral surfaces of the edges of the cage and the annular surfaces 2a and 3ca of the edges 2, 3 of the ring.
The peripheral width of the bars 8 is greater than their radial thickness, and the inner and outer peripheral surfaces of the bars and the flanges are substantially parallel to each other, thus giving the inner and outer surfaces of the cage a substantially continuous shape of 'a general cylindrical outline. The faces (the bars and the flanges in contact with the needles lie between these interior and exterior surfaces and in a transverse position relative to them.
The transverse faces of the bars and the transverse faces of the rims which limit each window are mutually parallel, at least in their adjacent portions of the pitch circle along which they are in contact with the needles and guide them.
The needles are partially guided during rolling. works because their peripheries are in contact with the parallel surfaces of adjacent bars at neighboring points of the pitch circle and at a distance less than half the radial thickness of bars 8 from their neighboring peripheral surfaces of the rolling path 4, thus avoiding any tendency for a needle to climb onto the cage and minimizing any tendency of the needle or the cage to assume an oblique position.
The symmetrical ends of the needles 1.1 are preferably rounded by rolling and, given that their axes of rotation are situated on a pitch circle substantially coinciding with the line of junction between the edges of the. cage and the peripheral surfaces 2a and 3a, only a small portion of the needle tip surfaces are in contact with the flange and the surfaces 2b and 3b and with the cooperating parts of the outer peripheral surface of the cage 5.
The contact of the ends of the needles with these surfaces of the ring and of the tower cage relative to each other prevents any tendency for the movement of the cage to move axially.
Needles have arbitrary lengths, as obtained in automatic shearing and barreling machines, but the centers of their ends can be ground to increase linear uniformity.
According to fig. 1 to 3, the needles are normally supported by the convex surface 13 in the direction of the axis of an inner bearing race 14. But the inner bearing race can be omitted, as shown in FIG. 4, and the bearing can be mounted directly as a sleeve on a shaft, journal, etc. The retainers 10 are generally out of contact with the needles when in contact with an inner rolling race, shaft or journal.
In order to establish the necessary relationship between the moving elements and the guide elements, the radius of each needle must be substantially equal to the radial distance of the orbit between the top of the rolling path 4 and the common cylindrical plane of the surfaces 2a and 3a. The outer diameter of the cage must be approximately equal to the diameter of the pitch circle of the needle axes. These dimensions may vary to take account of clearance and manufacturing tolerances, but the area containing the joint line must not be at a distance from the prime circle greater than 10% of the diameter of a needle.
The thickness of the wall of the cage should not exceed substantially one third of the diameter of a needle, and the width of the windows of the cage should be only slightly. greater than the diameter of a needle. It follows from these proportions and. relative provisions that the axes of rotatiorf of the needles move on a pitch circle which substantially coincides with the junction line between the cooperating annular surfaces of the flanges and of the. cage, and each needle of the bearings of fig. 1 to 14 is guided symmetrically in the vicinity of the pitch circle because the surfaces of its ends, which are inside the pitch circle, are in contact.
with the radial surfaces of the edges of the cage, and that the surfaces of its ends outside the pitch circle are in contact with the radial surfaces 2b and 3b of the ribs 2 and 3. There is noticeably no surface, close to a radius of the orbit intersecting the axis of a needle and situated inside and outside the pitch circle, which is in contact with the radial surfaces of the edges of the cage or with the on faces of the edges of the. Ring. Therefore, movements of these surfaces of the end of a needle in opposite directions during epicvcloidal movement of the needle do not exert opposing (and often unequal) forces against a single continuous surface of a flange.
If we consider, by way of example, a force applied to the. ring 1 rotating it in a clockwise direction, the needles receive an epicycloidal movement in a cylindrical orbit around the x axis of the bearing. If we consider an orbital radius <I> x '</I> passing through the x axis and through the axis 9 of a needle 11, each tip surface of the needle close to this radius and outside the circle pitch rotates around axis 9 in the direction of movement of the needle in its orbit and the portion of this surface adjacent to the y axis is in contact with a surface 2b or 3b and is. guided by it.
At the same time, each tip surface of a needle near that radius of the orbit and to. the interior of the pitch circle rotates around the y axis in the opposite direction to the movement of the needle in its orbit and the portion of this surface adjacent to the y axis is in contact with the radial surface of the cage and is guided by this surface, whose mobility with respect to the. ring eliminates the efforts that would be. due to these opposing movements of the needle tip surfaces and would act against a continuous surface such as a flange.
The grooves of the bars 8 forming the retainers 10 can easily be made. obtained by mounting a cage 5 in the cylindrical seat of a mandrel <1 (fig. 9) and preventing it from rotating by means of claws 13 which strongly push the end of the cage against a shoulder. of the chuck seat. A rotary die having ribs C is mounted on a shaft D and rotates against the inner surfaces of the bars 8, so as to form spaced grooves 9 and upset retainers 7.0.
The cage is placed on the surfaces 2b and 3b of a rolling ring and the needles 11 to are pushed. through the windows 6 in the channel between the flanges 2 and 3. The metal of the sheet, preferably steel, which constitutes the cage and whose coefficient of expansion is substantially the same as that of the rolling rings, is sufficiently elastic to allowing the needles 11 to pass abruptly past the retainers 10 and these devices to resiliently return to their position thus preventing the needles from falling out of the windows.
Figs. 11 to. 1.1 show a variant in which the raceway 4 'is cylindrical, the ends 12' of the needles 11 are chamfered at an angle of approx. 45;
the diameter of the junction line between the flanges of the ends of the cage 5 and the surfaces 2a, and 3a of the flanges 2 'and 3' is. a little larger than that of the primary circle of needles 11, and. the retaining devices 10 'consist of tabs stamped in the windows by means of the teeth C' of the ribs of the stamp C. The inner rolling ring 14 'of this form of construction has a cylindrical surface in contact with the pins. rollers.
The peripheral surfaces of the edges of the cage 5 of this form of construction and the peripheral surfaces 2a and $ a. of the 2 'and 3' edges of the cage (and therefore the line (the junction between these peripheral surfaces) lie outside the pitch circle of needles 11., but at a distance outside this key pitch circle less than 1011 / o of the diameter <the needles. Hence, the tip surface (each needle moving in the opposite direction of the direction of movement of the needle.
, goes on: its orbit is in contact with a radial surface of the cage only, but this surface is also in contact with an insignificant small portion of the needle tip surface moving in the same direction as the movement of the needle in its orbit, and most of the latter surface is in contact. with a radial face of a flange.
The guide contact points between the needles and the walls of the windows of the cage are further into the windows than there. embodiment of FIGS. 1 to 10. But these contact points are always at a distance less than half the radial thickness of a bar from its peripheral surface closest to the raceway 4 '. Consequently, the needles in operation are guided mainly due to the contact of their peripheral surfaces with the transverse faces of the cage at points close to the pitch circle of the needles and this guidance is hardly compromised. if not at all, by the contact of the ends of the needles with their guides movable relative to them.
Figs. 15 and 16 represent a bearing at. needles with internal rolling ring 100, which has on each side a lateral flange 102, the peripheral surfaces of which fit, with sliding friction on the edges of a cage <B> 105, </B> so that the junction line between the edges of the cage and the edges of the crown substantially coincides with the pitch circle of the hand 111.
In order to seal this bearing, the needles are pushed in by passing them over the retainers 110 which have been formed previously by pushing the metal out of the grooves 109 of the bars 108. The retainers elastically return to place afterwards. that the needles have been passed over them and prevent the needles from falling out of the cage when there is no bearing race. exterior or housing supporting them.
The cage of this embodiment is. carried by the flanges 102. The needles are. in contact with the transverse faces of the bars <B> 1.08 </B> at points of contact located at a distance less than half of the radial thickness of the bars from their surfaces closest to the rolling path ment 1.04 between ledges 102.
The retainers 1.1.0 are normally out of contact with the peripheries of the needles while the bearing is running, and are stamped into the surfaces of the bars 108 remote from the raceway 1.04, remaining within the general contour. ral of the. cage surface.