Palier de butée à aiguilles radiales La présente invention a pour objet un palier de butée à aiguilles radiales.
On connaît des paliers de butée à rouleaux ou à aiguilles radiales dans lesquels ces aiguilles ou rou leaux sont maintenus dans les alvéoles d'une cage, et sont placés entre deux anneaux constituant des Che mins de roulement plans ou légèrement convexes, associés à un dispositif de liaison qui les enserre avec un léger jeu axial, de façon à former un tout pouvant être manipulé sans perdre les aiguilles.
Ces paliers de butée ont un grave inconvénient du fait qu'un excentrement de l'un des anneaux par rapport à l'autre entraîne des frottements de la péri phérie de celui-ci à l'intérieur du dispositif de liaison, l'échauffement des pièces et la destruction du palier.
Un autre palier de butée connu se réduit à une cage en deux parties enserrant les aiguilles dans ses alvéoles. Cette butée est d'un usage limité, car il implique que les pièces entre lesquelles elle sera placée comportent des surfaces continues de roule ment d'un fini et d'une dureté convenables. Mais son inconvénient majeur est de nécessiter la fabrica tion de deux éléments annulaires très minces for mant la cage, qui peuvent avoir un grand diamètre et sont de ce fait aisément déformables, et la fixation sur leurs bords de ces deux éléments.
L'invention a pour but de remédier aux incon vénients précités des paliers de butée connus.
Le palier de butée à aiguilles radiales suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de roulement unique, une cage annulaire de guidage et de retenue des aiguilles, lesquelles font saillie vers l'extérieur à travers des alvéoles que pré sente la cage, du côté opposé à la plaque de roule- ment, et un dispositif de liaison entre ladite plaque et ladite cage, ce dispositif maintenant ladite cage de façon flottante par rapport à ladite plaque, à la fois axialement et radialement, en ménageant des jeux axiaux et radiaux suffisants.
Un tel palier de butée, tout en ayant un faible encombrement axial, est facile à manipuler et utili sable chaque fois, que l'une des deux pièces entre lesquelles il est interposé présente une surface de roulement d'un fini et d'une dureté convenables pour les, aiguilles (par exemple la collerette d'un arbre), tandis que l'autre (par exemple un carter en un al liage léger) n'a pas besoin de satisfaire à ces condi tions, puisque le chemin de roulement se trouve sur la plaque de roulement faisant partie du palier.
Du fait qu'il n'existe qu'une plaque de roule ment unique, les frottements et échauffements des paliers, connus susvisés, à deux anneaux et dispositif de liaison, sont évités.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et plusieurs variantes du palier objet de l'invention.
La fig. 1 est une demi-coupe diamétrale d'un palier de butée constituant ladite forme d'exécution. La fig. 2 en est une coupe partielle développée, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
Les fig. 3 à 6 sont des demi-coupes diamétrales de diverses variantes de la fig. 1.
La fig. 7 est une coupe partielle développée sui vant la ligne 7-7 de la fig. 6.
Les fig. 8 et 9 sont des demi-coupes diamétrales analogues à la fig. 1, montrant deux autres variantes. La fig. 10 en est une coupe partielle développée suivant la ligne 10-10 de la fig. 9.
Les fig. 11 à 14 sont des demi-coupes diamétra les d'autres variantes.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2, le palier de butée est destiné à être interposé entre les surfaces planes Si et Sz de deux pièces Pl et Pz animées d'un mouvement de rotation ou d'oscil lation relatif autour d'un axe X-X normal à ces sur faces. La surface<B>SI</B> a un fini et une dureté de nature à permettre le roulement sur elle d'aiguilles 2, tandis que la surface Sz peut ne pas être assez dure et peut comporter des cavités, interruptions ou défauts de précision.
Le palier de butée comprend une plaque de rou lement 1 en forme d'anneau possédant une face plane la, un certain nombre d'aiguilles 2, dont la longueur est au moins égale à deux fois leur diamètre d, dis posées radialement autour de l'axe X-X et destinées à rouler sur la face la de l'anneau 1 et sur la surface <B>SI</B> de la pièce Pl, une cage flottante 3 percée d'al véoles dans lesquels sont engagées les aiguilles 2 pour les guider et les empêcher de s'éparpiller et un dispo sitif de liaison axiale entre l'anneau 1 et la cage 3,
maintenant ladite cage de façon flottante par rapport audit anneau à la fois axialement et radialement en ménageant des jeux axiaux et radiaux suffisants..
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, ce dispositif de liaison est réalisé de la manière<B>sui-</B> vante: l'anneau 1 comporte à sa périphérie une par tie cylindrique 4 dont la surface interne 4a forme une butée radiale pour le bord cylindrique 5a de la partie marginale 5 de la cage 3 ;
le jeu radial e entre les deux surfaces cylindrique 4a, 5a peut d'ailleurs être réduit, pour réaliser un centrage réciproque approximatif de la cage flottante 3.
La partie cylindrique 4 est terminée par un re bord intérieur 6, dont le diamètre interne est infé rieur au diamètre externe de la cage 3, de façon à assurer la retenue -de cette dernière axialement.
La plaque 1, au lieu d'être en forme d'anneau, peut être pleine en son centre. Elle est de préférence relativement mince, son épaisseur étant en général inférieure au diamètre d des aiguilles 2, ce qui réduit l'encombrement axial et permet de réaliser le dispo sitif de liaison par des opérations d'emboutissage ou de repoussage.
La cage 3 est constituée par une rondelle unique relativement mince, son épaisseur étant de préfé rence inférieure au demi-diamètre des aiguilles 2. Elle est emboutie de manière que sa partie marginale 5 soit déportée vers la plaque 1.
Elle comporte en son centre un rebord interne 7, dont la longueur axiale<I>a</I> est légèrement inférieure au diamètre<I>d</I> des aiguilles 2, c'est-à-dire à la distance entre la face plane la de roulement de celles-ci et le plan tangent T-T aux aiguilles, diamétralement opposé à la face plane la, plan coïncidant avec la surface de roule ment<B>SI.</B> Le déport de la partie marginale 5 de la cage 3 vers la plaque 1 est tel pour que cette partie reste écartée du rebord intérieur de retenue 6, même pour la position extrême de la cage en service,
lorsque la portion de la surface externe de la cage la plus écar tée de la plaque 1 est située dans ledit plan T-T. On évite ainsi toute usure des parties 5 et 6.
La cage 3 comporte dans la partie la plus éloi gnée de la plaque 1, c'est-à-dire celle située au-delà du plan diamétral D-D commun à toutes les aiguilles 2, des alvéoles radiaux 8 de retenue et de guidage des aiguilles 2. Ces, alvéoles, séparés par des barrettes 9, possèdent, sur tout ou partie de leur longueur, une largeur b (fig. 2) inférieure au diamètre des aiguilles 2, de telle sorte que celles-ci se trouvent retenues entre la plaque 1 et la cage 3 et ne risquent donc pas de s'éparpiller.
Le rebord 6 pourrait être discontinu et formé d'un certain nombre (par exemple trois) de saillies réparties sur le pourtour circulaire de la partie cy- cylindrique 4.
A la fig. 1, les aiguilles 2 sont cylindriques et la surface la est plane et perpendiculaire à l'axe X-X. L'expérience a montré qu'au bout d'une très courte période de rodage, les aiguilles prennent par usure une forme en fuseau, et roulent dès lors sans gissement ni frottement sur les surfaces de roulement.
Mais, bien entendu, ces aiguilles pourraient être fusi formes par construction, ou bien les -surfaces de rou lement, en particulier la face 1 a du palier de butée, pourraient être des surfaces de révolution (autour de l'axe X-X) à génératrices convexes, comme re présenté en lla dans la variante de la fig. 3, sur laquelle le bombé a été d'ailleurs exagéré pour la clarté du dessin. Dans cette variante, le dispositif de liaison est prévu le long du bord de l'ouverture centrale de l'anneau de roulement 11 et de la cage 13.
A cet effet, la cage 13 comporte à cet endroit une collerette cylindrique 14, destinée à limiter ra- dialement l'excentrement du bord 15 de l'ouverture centrale de l'anneau 11. Ce bord 15, déporté vers l'intérieur, est retenu axialement par un rebord ex terne 16, contenu ou discontinu, à l'extrémité de la collerette 14. Vers la périphérie du palier, l'anneau 1.1 pos sède une partie cylindrique 17 dont la tranche 17a sert d'appui au bord 15, déporté vers l'intérieur, de la cage 13 dans la position extrême de celle-ci vers l'anneau 11.
L'épaisseur al de la cage 13 est légèrement infé rieure à la distance c séparant la tranche 17a du plan T-T tangent aux aiguilles 2.
Dans la variante représentée à la fig. 4, le rebord externe 26 de la partie cylindrique 24 de la plaque de roulement 21 est accolé au rebord 25 de la cage 23, déporté vers l'intérieur, et le dispositif de liaison est constitué par un anneau 30 de section en U qui chevauche ces rebords avec un certain jeu axial et les centre avec un certain jeu radial. Ici encore l'épaisseur al de la cage doit être plus petite que la distance c.
Dans la variante représentée à la fig. 5, l'anneau de liaison 30 est rendu solitaire de la cage 23, par exemple par moulage sur celle-ci, son rebord péri phérique 25 faisant légèrement saillie par rapport au rebord 26 de la plaque de roulement 21. Cet anneau 30 a des dimensions axiales telles que, lorsque les rebords 25 et 26 sont en contact, ledit anneau se trouve à une distance j du plan T-T, légèrement inférieure au jeu axial<B>il</B> du rebord 26 dans la gorge de l'anneau.
Les fig. 6 et 7 représentent un palier de butée analogue à celui de la fig. 1, mais dans lequel la cage 33 est emboutie de manière que, vers le milieu de la longueur des aiguilles 2, les barrettes de sépa ration 39 soient déportées du côté opposé à la pla que de roulement 1 par rapport au plan D-D pas sant par les axes des aiguilles 2, les alvéoles 38 ayant dans cette zone une largeur b inférieure au au diamètre d, tandis qu'au voisinage de leurs extré mités, en n et p,
les barrettes sont très près dudit plan D-D et y sont écartées d'une distance b1 (fig. 7) très peu supérieure à d. En ces points<I>n</I> et<I>p,</I> la cage 33 guide les, parties extrêmes des aiguilles pratique ment dans le plan diamétral D-D ;
en outre, les sur faces d'extrémité 2a des. aiguilles 2 peuvent entrer en contact avec l'une ou l'autre des extrémités des alvéo les 38 au voisinage de ce plan D-D. On évite ainsi toute composante axiale des forces exercées sur la cage, susceptible d'appliquer fortement celle-ci contre le chemin de roulement situé dans le plan T-T. La fig. 8 représente une variante de la cage des fig. 6 et 7, dans laquelle cette cage 43 est emboutie profondément,
de sorte que les barrettes 49 et les alvéoles 48 se trouvent de part et d'autre du plan diamétral D-D. La section radiale de la cage est à peu près de forme trapézoïdale et la largeur des barrettes décroît depuis leur milieu rn, où les alvéo les 48 ont une largeur inférieure au diamètre d des aiguilles 2, jusqu'aux points de guidage n et p situés dans le plan D-D, en vue d'éviter un éparpillement des aiguilles. Au-delà de ces points n et p et jus qu'aux extrémités<I>q</I> et<I>r</I> situées entre le plan DL-D et la plaque 41, les largeurs des alvéoles peuvent indifféremment croître ou décroître suivant que les aiguilles 2 doivent être maintenues par la cage d'un seul côté ou des deux.
Dans la variante représentée aux fig. 9 et 10, la plaque de roulement 51 a une épaisseur supérieure au diamètre des aiguilles, et le dispositif de liaison est constitué par une pièce rapportée 54 avec rebord interne 56.
De plus, la cage est un embouti en forme de Z, comportant des alvéoles 58 séparés par des barrettes 59 qui se trouvent approximativement dans le plan médian D-D commun des éléments 2. La section transversale des barrettes est telle que leurs arêtes opposées à la plaque 51 se trouvent au-delà de ce plan médian et sont écartées d'une distance-b infé rieure au diamètre d des aiguilles.
Dans la variante de la fig. 11, la longueur des alvéoles 68 de la cage 63 est légèrement inférieure à la longueur utile des aiguilles 2, pour maintenir cel les-ci par leurs extrémités tronconiques ou réduites.
Dans la variante de la fig. 12, la cage 73 est un embouti à génératrices incurvées, de forme telle que, d'une part, les extrémités des surfaces de roulement des aiguilles 2 soient en contact avec les bords des alvéoles 78, aux points n et p situés au voisinage du plan diamétral commun<B>D -D,</B> que d'autre part, le contact de l'une ou l'autre des surfaces d'extrémité 2a des aiguilles 2 avec l'extrémité correspondante de l'alvéole 78 ait également lieu au voisinage du plan D-D, et qu'enfin les aiguilles soient retenues par la cage et ne puissent s'éparpiller, les barrettes ayant, dans leurs parties les plus éloignées du chemin de roulement la,
la même section qu'à la fig. 2.
Dans toutes les variantes précédentes, l'ensemble formé par la plaque ou l'anneau de roulement 1, 11, 21, ..., la cage 3, 13, 23, ..., et le dispositif de liaison 30, 40, ..., se trouve du même côté du plan tangent T-T aux aiguilles 2, de telle sorte que la surface<B>SI</B> de roulement de la pièce Pl (fig. 1) peut avoir des dimensions quelconques et peut notam ment dépasser radialement le pourtour du palier de butée. Toutefois, cette condition n'est pas indispen sable car, si la surface <B>SI</B> a un diamètre externe inférieur au diamètre interne du rebord 6,
1a lon gueur axiale de la partie cylindrique 4 de la plaque 1 peut être supérieure au diamètre d des aiguilles 2 (fig. 13).
La fig. 14 représente une autre variante dans laquelle la plaque & 1 a une épaisseur supérieure au diamètre des aiguilles 2, tandis que la cage 83 com porte une partie cylindrique externe 84 qui, par sa surface interne 84a et son rebord 86, assure respec tivement le centrage radial des deux pièces 81 et 83 et, par ses rebords, tels que 86, assure leur liaison axiale.
La cage pourrait, dans toutes ces variantes, avoir une section radiale d'épaisseur non uniforme, par exemple une section trapézoïdale d'épaisseur crois sant du bord interne au bord externe.