FR2615575A1

FR2615575A1 - Roulement a rouleaux coniques entrecroises, et application a un moyeu pour automobile

Info

Publication number: FR2615575A1
Application number: FR8707213A
Authority: FR
Inventors: Michel Orain
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-11-25
Anticipated expiration: 2007-05-22
Also published as: GB2208084A; FR2615575B1; US4915513A; JPS6474320A; DE3816914A1; DE3816914C2; GB2208084B; GB8811743D0

Abstract

DES ROULEMENTS 9A DONT UNE PAROI LATERALE TRONCONIQUE EST INTERPOSEE ENTRE DEUX CHEMINS DE ROULEMENT 4, 6 DE DEUX BAGUES 1, 2 ALTERNENT AVEC DES ROULEAUX 9B INTERPOSES ENTRE DEUX AUTRES CHEMINS DE ROULEMENT 3, 7 DESDITES BAGUES 1, 2. UNE REGION BOMBEE 11 DE LA GRANDE BASE DE CHAQUE ROULEAU GLISSE CONTRE LE CHEMIN DE ROULEMENT 7 OU 6 QUI LUI FAIT FACE SUR LA BAGUE EXTERNE 2. LES REGIONS BOMBEES 11 DES ROULEAUX 9A, 9B DE CHAQUE SERIE APPARTIENNENT SENSIBLEMENT A UNE SPHERE IDEALE SX, SY COMMUNE CENTREE AU SOMMET COMMUN X, Y VERS LEQUEL CONVERGENT LES PAROIS LATERALES DES ROULEAUX DE LA MEME SERIE ET LES CHEMINS DE ROULEMENT ASSOCIES. L'ANGLE QUE FORMENT ENTRE EUX LES DEUX CHEMINS DE ROULEMENT DE LA BAGUE EXTERNE EST INFERIEUR A 90. UTILISATION POUR REALISER ENTRE LA REGION BOMBEE DE CHAQUE ROULEAU ET LE CHEMIN DE ROULEMENT SUR LEQUEL ELLE S'APPUIE UN CONTACT T REPARTI SELON UN SEGMENT DE CERCLE CENTRE SUR L'AXE DU ROULEMENT.

Description

La présente invention concerne un roulement à

rouleaux coniques entrecroisés.

Un tel roulement est connu d'après le FR-A-

2 032 171. Il comprend deux bagues coaxiales disposées l'une autour de l'autre et présentant l'une vers l'autre

chacune une surface annulaire concave à profil en V definis-

sant deux chemins de roulement coniques. Un nombre pair

de rouleaux coniques est disposé entre ces deux bagues.

Un rouleau conique sur deux est interposé par sa paroi latérale entre l'un des chemins de roulements de l'une des bagues et le chemin de roulement situé en position axialement opposée sur l'autre bague. Les autres rouleaux coniques, alternant avec les premiers, sont interposés par leur paroi latérale entre les deux autres chemins de roulement. Pour permettre le montage, l'une des bagues est en deux parties comportant chacune l'un des chemins de roulement. De plus pour le guidage des rouleaux, l'angle du V de la bague extérieure est voisin de 90 et chaque

rouleau conique a une grande base bombee dont le bord péri-

phérique s'appuie sur le chemin de roulement de la bague

extérieure contre lequel sa paroi latérale n'est pas elle-

même appuyée.

Ce type de roulement présente de nombreux avantages,

en particulier compacité, facilité de montage, grande résis-

tance aux couples de devers, c'est-à-dire les couples tendant à faire pivoter l'une des bagues par rapport à l'autre autour' d'un diamètre, fortes charges axiales et radiales admissibles, facilité de réglage du jeu par surfaçage de l'une ou des faces en regard des deux demi-bagues constituant la bague réalisée en deux parties, absence de nécessité

d'une cage à rduleaux, etc...

Cependant, malgré ces avantages, le roulement à rouleaux entrecroisés n'a pas eu d'applications pratiques

jusqu'à présent à cause de problèmes de guidage des rou-

leaux. On a constaté dans certaines applications une usure exagéree du bord de la grande base des rouleaux

qui est en contact glissant avec l'un des chemins de rou-

lement de la bague extérieure pour guider le rouleau. On a également constaté que dans certains cas, malgré le guidage par la face bombée, les rouleaux se mettent en travers et bloquent le roulement.

Le but de l'invention est de remédier à ces incon-

vénients et en particulier de proposer un roulement à rou-

leaux coniques entrecroisés dont les rouleaux soient guidés

sans usure ni risque de coincement.

L'invention vise ainsi un roulement à rouleaux coniques entrecroisés comprenant une bague interne, une bague externe disposée coaxialement autour de la bague interne, ces bagues présentant l'une vers l'autre chacune deux chemins de roulement coniques définissant ensemble un profil concave, et deux séries de rouleaux de forme générale tronconique, les rouleaux d'une première série ayant une paroi latérale tronconique interposée entre l'un des chemins de roulement de la bague externe et un chemin de roulement axialement opposé de la bague interne, tandis que les rouleaux de la deuxième série, alternant avec ceux de la première série, ont leur paroi latérale interposée entre les deux autres chemins de roulement, une région bombée de la grande base de chaque rouleau s'appuyant de manière glissante contre le chemin de roulement qui lui

fait face sur la bague externe, tandis que les parois laté-

rales tronconiques des rouleaux de même série et les deux chemins de roulement tronconiques entre lesquels elles sont interposées convergent vers un sommet commun situé

sur l'axe du roulement.

Suivant l'invention, le roulement est caractérisé en ce que les régions bombées des rouleaux de chaque série appartiennent sensiblement à une sphère idéale commune centrée au sommet commun vers lequel convergent les parois latérales des rouleaux de la même série, et en ce que l'angle que forment entre eux les deux chemins de roulement de la bague externe est inférieur à 90 , de façon à réaliser entre la région bombée de chaque rouleau et le chemin de roulement sur lequel elle s'appuie un contact sensiblement selon un segment de cercle centré sur l'axe du roulement. La zone bombée est une surface sphérique centrée

au sommet virtuel du tronc de cône de la paroi latérale.

Ainsi, la surface bombée et la paroi latérale tronconique ont une arête commune circulaire éventuellement chanfreinée, le long de laquelle elles font un angle de 90 . Cette arête ne peut pas venir en contact avec l'arête commune aux deux chemins de roulement de la bague externe car l'angle entre

ceux-ci est inférieur à 90 . Ainsi, l'arête annulaire préci-

tée, théorique ou réelle, de chaque rouleau est tangente au chemin de roulement de la bague externe contre lequel s'appuie la paroi latérale du rouleau, mais ce point de

tangence est écarté de l'autre chemin de roulement.

Toutes les surfaces bombées des rouleaux d'une même série appartiennent sensiblement à une même sphère qui viendrait s'appuyer à l'intérieur du tronc de cône concave formé par l'autre chemin de roulement de la bague externe. On sait que la ligne de tangence entre deux telles surfaces est une circonférence. Ainsi, la région bombée de chaque rouleau s'appuie par un segment de circonférence contre ledit autre chemin de roulement, à distance de l'arête commune entre les deux chemins de roulement de la bague externe. Ainsi, le contact entre la région bombée et le chemin de roulement s'effectue non plus selon un point, mais selon une ligne. Il en résulte que la pression de contact, et par conséquent l'usure et les pertes mécaniques par glissement, sont nettement réduites. De plus, le segment de contact est orienté circonférentiellement relativement

à l'axe du roulement, c'est-à-dire selon la direction souhai-

table pour stabiliser le rouleau à l'égard de son éventuelle tendance à se mettre en travers entre les deux bagues, d'o une précision et une douceur de fonctionnement accrues, alliées à une capacité de fonctionnement sans jeu pendant

un long et dur service.

Selon un second aspect de l'invention, l'appli-

cation du roulement précité à un moyeu intégral pour roue d'automobile est caractérisée en ce que la bague interne est constituée par un élément mené de joint de transmission, et la bague externe est réalisée en deux demi-bagues dont l'une fait partie intégrante d'un porte-moyeu et l'autre est une bride annulaire fixée contre le porte-moyeu autour

de l'élément mené de joint de transmission.

Par moyeu intégral, on désigne un moyeu réunissant en une seule pièce l'élément mené d'un joint de transmission, la bague intérieure du roulement de roue et le flasque

de fixation de la roue motrice.

Lorsque ces moyeux intégraux sont combinés avec des roulements classiques à deux rangées de billes ou de rouleaux coniques par exemple, il est nécessaire lors du montage, d'excentrer radialement le chemin de roulement extérieur relativement au chemin de roulement intérieur

afin d'introduire les billes. Or au moment de cette opéra-

tion, un joint d'étanchéité est déjà en place entre le

flasque de roue et le porte-moyeu. (Il ne serait plus pos-

sible de monter ce joint par la suite). Les lèvres d'étanché-

ité du joint doivent donc subir cette excentration radiale de plusieurs millimètres et retrouver ensuite leur bonne position et leur contact continu sur la portée, sans qu'il soit d'ailleurs possible d'effectuer un contrôle, ces lèvres étant masquées. Compte tenu de la délicatesse de ces types d'étanchéité cet impératif de montage constitue un sérieux inconvénient. Au contraire, dans le cas de l'application selon l'invention, les surfaces d'étanchéité tournantes sont glissées axialement à l'intérieur des garnitures et il n'y a donc aucune sollicitation anormale d'appliquée

aux lèvres d'étanchéité lors de l'assemblage.

D'autres particularités et avantages de l'invention

ressortiront encore de la description ci-après.

Aux dessins annexes, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure i montre schématiquement,en demi-coupe un roulement conforme à l'invention; - la figure 1A est une vue partielle en coupe passant par l'axe d'un rouleau, à échelle agrandie; - la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'un moyeu intégral de roue avant d'automobile à traction avant; - la figure 3 est une vue schématique correspondant à la figure 1; - la figure 4 est une vue schématique selon l'axe du roulement, visualisant la disposition relative-des rouleaux - la figure 5 est une vue de deux rouleaux selon la flèche V de la figure 4; - la figure 6 est une vue d'un rouleau; - la figure 7 est une construction géométrique visualisant l'interdépendance des angles caractéristiques du roulement, et permettant de calculer aisément chacun d'entre eux en fonction des autres; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1, mais concernant une configuration pratique des rouleaux; - la figure 9 est une vue en perspective de deux rouleaux de la figure 8 dont les chanfreins n'ont pas été représentés; - la figure 10 est une vue simplifiée, analogue à la figure 1, montrant le positionnement d'une pastille intercalaire; -. la figure 11 est une vue en coupe selon le plan XI-XI de la figure 10; - la figure 12 est une vue en perspective d'une pastille; - la figure 13 est une vue analogue à la figure 1, mais concernant un mode de réalisation avec cage et bague interne en deux parties; - la figure 14 est une vue partielle en coupe selon le plan XIV- XIV de la figure 13; - la figure 15 est une vue partielle développée de la cage - la figure 16 est une vue analogue à la figure 1, mais concernant une variante, et - la figure 17 est une vue analogue à la figure

4, mais concernant une variante.

Comme le montre la figure 1, le.roulement à rouleaux coniques entrecroisés comprend une bague interne 1 et une bague externe 2 disposée coaxialement autour de la bague interne 1. Ces bagues présentent l'une vers l'autre

chacune deux chemins de roulement coniques 3, 4 et respec-

tivement 6, 7 définissant ensemble sur chaque bague un profil concave en forme de V. La bague 2 est réalisée sous la forme de deux demi-bagues 2a et 2b dont l'une porte le chemin 6 et l'autre le chemin 7. Elles sont fixées l'une contre l'autre selon un plan d'appui PP perpendiculaire à l'axe x'x du roulement et passant par l'arête circulaire commune 8 des chemins 6 et 7. Le plan PP est un plan de symétrie pour toutes les surfaces fonctionnelles des bagues

1 et 2. Il coupe l'axe x'x en 0.

Deux séries de rouleaux 9a et 9b de forme générale

tronconique tous identiques sont interposes entre les bagues.

Les rouleaux 9a d'une première desdites séries ont leur -

paroi latérale tronconique interposée entre l'un des chemins

de roulement 6 de la bague externe 2 et le chemin de roule-

ment 4 axialement opposé de la bague interne 1. Les rouleaux 9b de la deuxième série, alternant avec ceux 9a de la première série, ont leur paroi latérale interposée entre les deux

autres chemins de roulement 3 et 7.

Les parois latérales tronconiques des rouleaux 9a et les deux chemins de roulement tronconiques 4 et 6 entre lesquels elles sont interposées convergent vers un sommet commun X situé sur l'axe x'x du roulement. Autrement dit, X est le sommet de tous les troncs de cônes définissant les chemins 4 et 6 et les parois latérales des rouleaux 9a. De même, les parois latérales tronconiques des rouleaux 9b et les deux chemins de roulement tronconiques 3 et 7 entre lesquels elles sont interposées convergent vers un sommet commun Y, situé sur l'axe x'x du roulement. Les sommets X et Y sont symétriques l'un de l'autre par rapport au plan PP. Une région bombee 11 de la grande base de chaque rouleau 9a ou 9b s'appuie de manière glissante contre le chemin de roulement 7 ou 6 qui lui fait face sur la bague externe 2. Dans l'exemple, la région bombee 11 s'étend sur l'ensemble de la grande base de chaque rouleau 9a ou 9b. Le lieu géométrique de l'appui glissant, qui sera décrit plus loin, est désigné par la référence T. Suivant l'invention, les régions bombees 11 des rouleaux 9a appartiennent à une sphère idéale commune Sx centrée au sommet commun X des parois latérales de ces rouleaux. De même, les régions bombees 11 des rouleaux 9b appartiennent à une sphère idéale commune Sy centree

au sommet commun Y des parois latérales de ces rouleaux.

Ainsi, comme représenté figure 1A, l'angle G que forme chaque rouleau 9a ou 9b, vu en coupe axiale, le long de son arête annulaire commune 12 entre la paroi

latérale et la région bombée 11 est un angle de 90 .

De plus, l'angle 2A que forment entre eux les deux chemins de roulement 6 et 7 de la bague externe 2 est inférieur à 900. Compte tenu de la symétrie par rapport au plan PP, chaque chemin 6 ou 7 fait donc avec le plan

PP un angle inférieur à 45 .

Ainsi, considérant un rouleau 9a (figure 1A), dont la surface latérale a, par construction, une génératrice appuyée contre le chemin de roulement 6, son arête 12 ne peut pas venir au contact de l'arête 8 entre chemins de roulement 6 et 7 car l'angle G, égal à 90 , est plus grand que l'angle 2A. En conséquence, la région de contact T

est elle-même écartee des arêtes annulaires 12 et 8.

Le contact T résulte d'une tangence de la sphère Sx dans le tronc de c6ne concave 7, ou d'une tangence de la sphère Sy dans le tronc de cône concave 6. Cette tangence a lieu selon un cercle centré sur l'axe x'x des troncs de cône. Les régions T sont donc, géométriquement, des segments de ces deux cercles. On a visualisé certains de ces segments à la figure 4. Sur la ligne de tangence T, le rayon de courbure du chemin conique 6 ou 7 est égal au rayon des sphères Sx et Sy et il est centré au centre respectif X ou Y. On va maintenant décrire certaines particularités

numériques du roulement.

Le nombre total de rouleaux 9a et 9b est pai-r car le nombre de rouleaux 9a est égal au nombre de rouleaux 9b. Le nombre total doit de préférence être compris entre

14 et 28, avec un nombre optimum de 20 ou 22 rouleaux.

Un plus grand nombre de rouleaux peut provoquer

leur auto-coinceiment et le blocage du roulement.

En effet, les rouleaux étant supposés sensiblement jointifs dans le sens circonférentiel, un grand nombre de rouleaux s'accompagne d'une faible conicité des rouleaux et par suite d'un mauvais auto-guidage de ceux-ci entre

les bagues.

Ce nombre limite maximun "n" dépend du coefficient de glissement effectif f entre les chemins de roulement

3, 4, 6, 7 et la surface conique des rouleaux 9a, 9b.

Exemple: f = 0,10 n, 28 f = 0,08 n d 34

Comme le coefficient de glissement f dépend lui-

même des états de surface et de la lubrification et présente de ce fait des risques de variations sensibles, il est

préférable de se tenir à un nombre de rouleaux plus réduit.

Un nombre de rouleaux inférieur à 14 a pour inconvénient de réduire considérablement le diamètre de l'arbre intérieur ou encore pour un diamètre donné de l'arbre

intérieur, de présenter un encombrement diamétral rédhibitoire.

Ces considérations se rapportent principalement à l'appli-

cation au moyeu de roue pour traction avant représenté à la figure 2. Dans cette application qui sera décrite en détail plus loin, les rouleaux 9a, 9b sont disposés autour de l'élément extérieur mené 13 d'un joint homociné- tique. Le rapport D du diamètre maximum D d'un rouleau non chanfreiné à sa dimension axiale H est supérieur à

1,1 (figure 6).

Dans le cas de rouleaux dont l'arête annulaire 12 serait chanfreinée, le diamètre D est le'diamètre de

l'arête théorique avant réalisation du chanfrein.

La ligne de contact T de la région sphérique 11 de chaque rouleau avec le chemin de roulement conique extérieur qui lui fait face est situé à une distance égale de préférence à 10 à 20 % du diamètre de la grande base du rouleau, comptée à partir de l'arête 8. Cette position est définie par l'angle E (figure 1). Autrement dit l'angle E doit être égal de préférence à 10 à 20 % de l'angle au

sommet J du rouleau.

La ligne de tangence T de la région sphérique 11 de chaque rouleau 9a ou 9b avec le chemin de roulement conique 6 ou 7 sur lequel le rouleau se guide et s'appuie présente ainsi une longueur utile sensiblement comprise

entre 50 % et 75 % du grand diamètre du rouleau, de préfé-

rence afin d'assurer un guidage directionnel positif avec le minimum de glissement (Voir figures 9 et 14). Les forces d'appui et guidage sont représentées par les flèches Ft

sur les coupes des figures 1, 8 et 13.

Il suffit que la grande base du cône soit sphérique au moins dans la zone annulaire voisine de la paroi latérale tronconique. La région centrale au sommet 14 de la grande base, non fonctionnelle, peut être plate ou creuse. Elle

est représentée par une zone hachurée - Figures 9 et 14.

La petite base des rouleaux 9a ou 9b n'a aucun rôle fonction-

nel, son profil et ses cotes ne demandent aucune précision.

Les rouleaux peuvent être jointifs (figures 4

et 5) à l'exception d'un jeu circonférentiel suffisant.

Cette particularité permet la suppression de la cage qui est absolument obligatoire pour guider les rouleaux des roulements à rouleaux coniques conventionnels. Une cage en matière plastique ou en métal ou

encore en matériau composite (Figures 13 à 15) peut cepen-

dant être installée d'une manière classique et assurer une séparation des rouleaux 9a et 9b voisins. Elle peut constituer une variante intéressante d'un roulement de base calculé pour des rouleaux jointifs et dont on a supprimé deux rouleaux. Pal exemple un roulement à 28 rouleaux jointifs permet une variante avec cage comprenant 26 rouleaux tout en utilisant les mêmes bagues de roulement et les mêmes rouleaux. De toute manière la cage n'a ici qu'un

rôle de séparateur des rouleaux et non pas de guide direc-

tionnel précis comme c'est le cas dans les roulements conven-

tionnels. Figures 13, 14 et 15, la cage 16 en métal ou matière plastique, interposée entre les bagues 1 et 2, porte des alvéoles 17 dont les chants 18, peuvent s'appuyer en contact glissant sur la paroi latérale conique et la base sphérique de chacun des rouleaux 9a et9b. Cette cage se guide sur les rouleaux et prévient le contact entre rouleaux voisins grâce aux barrettes 19 de séparation des

alvéoles 17.

La séparation entre rouleaux peut encore, avanta-

geusement, être assurée par des pastilles intercalaires 21 en matière plastique ou en métal, dont chacune des faces épouse la forme conique de chacun des deux rouleaux 9a

et 9b contigus sur lesquels elle s'appuie et se guide (Figu-

res 10, 11 et 12).

Chaque pastille 9 comporte deux surfaces coniques concaves opposées 2. Les axes 23 des cônes font entre eux un angle égal à 2K, K étant l'angle formé par l'axe XX'

ou YY' de chaque rouleau avec l'axe xx' du roulement (Fig. 3).

En l'absence de cage ou de pastilles, le glissement entre rouleaux adjacents peut être favorisé par un léger décolletage circulaire 24 de profil creux hyperbolique

axé sur la circonférence de contact entre rouleaux.

Ainsi le contact entre rouleaux s'effectue selon un segment de ligne 26 (figures 8 et 9) et non plus en un point. Le centre de la ligne de contact 26 se trouve à l'intersection projetée (figure 3) des deux axes XX'

et YY' faisant chacun un angle K avec l'axe xx'.

La figure 7 représente une construction géométrique

donnant les relations géométriques entre les angles carac-

téristiques du roulement, en particulier, l'angle K précité, l'angle V sous lequel sont vus, depuis le centre X (rouleaux 9a) et par rapport à l'axe x'x, les segments de contact

T, l'angle U égal à la moitié de l'angle occupé -circon-

férentiellement par chaque rouleau 9a et 9b (figure 4), et l'angle J égal à la moitié de l'angle au sommet de chaque rouleau. Les angles caractéristiques du roulement ne sont fonction que du nombre de rouleaux supposés sensiblement jointifs et de l'angle de guidage E que l'on adopte. Car la droite XT est perpendiculaire en T au chemin de roulement extérieur formant avec le plan PP un angle A. Par exemple Nombre de rouleaux jointifs n 16 22 28 o25 bre de rouleaux avec cage (n-2) 14 20 26 Angle de la ligne de guidage: E 2,115 1,590 1,273 Angle des chemins de roulent extérieurs: A 43,9420 44,2046 44,3631 Angle au centre des rouleaux: J 14,1060 10,6049 8,4911 On a ainsi l'angle E sensiblement compris entre 1 et 2 5, l'angle A sensiblement compris entre 43 5 et 44 5, l'angle 2A sensiblement compris entre 87 et 89 , et l'angle J sensiblement compris entre 8

et 15 .

Angle des chemins de roulement intérieurs: L = A + J (par rapport

au plan PP).

La figure 1 représente schématiquement un roulement à 16 rouleaux. Les rouleaux ont leurs arêtes, telles que l'arête 12, abattues

par des arrondis représentés uniquement à la figure 8.

Les chemins de roulement 3 et 4 peuvent être avantageusement tronqués par réduction du diamètre extérieur de la bague interne 1 de manière à laisser une partie de la génératrice du rouleau en porte-à-faux comme représenté en 27, figure 1. Cette disposition a pour résultat de répar-

tir équitablement la pression de contact de la paroi laté-

rale de chaque rouleau le long de la ligne de contact sur

le chemin de la bague interne 1 et sur le chemin de roule-

ment de la bague externe en assurant l'équilibre du rouleau sous l'effet des trois résultantes des pressions Fe et F. sur les chemins de roulement extérieur et intérieur Ft sur la portée de guidage sphérique. Ainsi la capacité

du roulement est maximale.

On va maintenant décrire en référence à la figure 2 l'application du roulement à un moyeu intégral pour roue

avant d'automobile à traction avant.

On reconnaît le porte-moyeu 31 monté sur ses pivots de direction 32. Le porte-moyeu 31 présente une ouverture centrale autour de laquelle il définit d'un seul tenant la demi-bague 2b, et en particulier le chemin de roulement 7, d'un roulement fonctionnellement similaire

à celui décrit en référence à la figure 1.

Ce roulement, dont les rouleaux 9 ne sont représen-

tés qu'en partie supérieure, supporte un élément extérieur mené 13 de joint homocinétique, lui-même prolongé par le flasque 41 recevant la roue motrice 38 et le disque de frein 37. Cet élément extérieur forme d'un seul tenant

la bague interne I du roulement, et il présente en parti-

culier dans sa paroi périphérique extérieure les deux chemins

de roulement 3 et 4.

L'autre demi-bague externe 2a, portant le chemin de roulement 6, est constituée par une bride annulaire

vissée au porte-moyeu par des vis 33. Une garniture d'étan-

chéité annulaire 34 est interposée entre la bride 2a et l'élément 13. Une autre garniture d'étanchéité annulaire

36 est interposée entre la bague 2b (définie par le porte-

moyeu 31) et l'élément 13.

Le montage a lieu de la façon suivante: Les garnitures 34 et 36 sont emmanchées dans les bagues 2a et 2b respectivement. L'élément 13, séparé de tout autre élément, notamment de son disque de freinage 37, de la jante de roue 38, et des vis de fixation de roue 39 est placé sur une table de façon que son axe soit vertical et le flasque 41 de fixation de la roue 38 en-dessous des chemins de roulement 3 et 4. La bague 2a est emmanchée sur l'élément 13, les rouleaux 9 sont mis en place, le

porte-moyeu 31 avec sa garniture 36 est emmanché sur l'élé-

ment 13; les vis 33, engagées par les trous encore inoccupés 42 que présente le flasque 41 pour les vis 39, sont mises en place pour verrouiller le montage. On a ainsi réalisé un sous-ensemble portemoyeu/roulement/ élément de joint homocinétique qui est prêt pour les étapes ultérieures

du montage.

Ce roulement réunit les avantages suivants compa-

rativement aux roulements conentionnels: -

- Grande simplicité de conception et d'exécution, les chemins de roulement 3, 4, 6, 7 étant rectilignes et

étroits.

- Réglage facile de la mise en précontrainte par surfaçage des surfaces d'appui de l'une ou des deux demi-bagues externes (figure 1) ou des demibagues internes (figure 13). En effet, ce roulement doit obligatoirement présenter soit ses chemins de roulements extérieurs en deux pièces soit ses chemins de roulements intérieurs, afin d'en permettre l'assemblage. Par surfaçage de l'une ou l'autre des surfaces d'appui mutuel, ou de ces deux surfaces d'appui des deux demi-bagues constituant la bague en deux parties on règle la précontrainte des rouleaux

entre les bagues.

- Rigidité importante aux moments de dévers.

Ce roulement est parfaitement adapté à l'équipement de

moyeux particulièrement compacts pour les roues d'automo-

biles à traction avant (figure 2). La distance BB' carac-

téristique de la tenue au dévers est particulièrement grande.

Les points B et B' sont situés à l'intersection des lignes d'action des forces F. et Fi associées aux rouleaux 9a *11 et 9b avec l'axe de rotation xx' - Grande robustesse et résistance aux chocs

latéraux excentrés (Exemple: butée latérale sur un trottoir).

En effet dans le roulement à billes l'ellipse de contact entre chaque bille et ses chemins de roulement s'allonge et se déplace vers l'angle marginal du chemin de roulement

et tend à l'ébrécher.

Dans les roulements à rouleaux coniques convention-

nels, ce sont les becquets que présentent les bagues internes pour retenir axialement les rouleaux qui sont sollicités violemment. Au contraire, dans le type de roulement proposé, en cas de choc latéral, les directions et positions des forces Fe, Fi et Ft ne sont pas modifiées. Ainsi les surfaces de contact conservent toute leur capacité d'absorption

de surcharge.

- Absence quasi-totale de glissement, donc très

faible échauffement pendant l'utilisation.

En effet, le seul glissement mis en jeu au droit de la force Ft (figure 1) s'effectue sous faible charge, Ft étant petite auprès de Fi. Par ailleurs, la vitesse

de glissement est faible car le rapport E est petit.

Enfin la pression est petite par construction, selon cette demande, car: a) le rayon sphérique des régi.ons sphériques 1l est égal au rayon intérieur des chemins de roulement coniques 6, 7 le long des segments T. b) Ce rayon sphérique égal à XT est relativement

très grand. Pour cette très faible pression en T le glisse-

ment s'opère donc dans des conditions idéales de lubrifica-

tion.

- Faible encombrement axial.

Ce résultat est du à la présence d'une seule

rangée de corps roulant (rouleaux 9a et 9b).

- Installation facile des joints d'étanchéité, qui sont de type classique (non représentés) donc fiables

et économiques.

- Cage non indispensable. Si une cage est prévue elle n'a qu'une fonction d'espacement des rouleaux et non de guidage. Elle peut donc être fabriquée sans précision

et en matériaux économiques tels que les matériaux plastiques.

- Fabrication économique: a) Les rouleaux peuvent être fabriqués par formage

à froid.

b) L'assemblage et le réglage sont ainsi très simples et rapides et nenécessitent pas de précautions spéciales. Les boulons utilisés pour la fixation sur le pivot porte-moyeu servent en même temps à l'assemblage

du roulement et à son réglage de précontrainte.

c) Enfin la facilité d'exécution des chemins de roulement extérieurs et la facilité de réglage de la précontrainte permettent d'usiner l'un des chemins de roulement extérieur directement dans le corps du pivot portemoyeu, réduisant le nombre des pièces principales

au strict minimum avec une incidence positive sur l'abais-

sement des coûts d'usinage et d'assemblage.

Dans certaines applications par exemple dans les paliers pour: - Hélice d'avion ou d'hélicoptère; - Mandrin porte-broche et poupées de machines outil, tours, fraiseuses, perceuses...; - Tourelles de grue, engins de forage etc..., il est demandé aux roulements une capacité axiale nettement

prédominante dans un sens.

Comme le montre la figure 16, il est alors possible selon l'invention, que le chemin de roulement tel 7 devant supporter l'effort axial le plus important et le plus fréquent, forme avec le plan radial PP un angle A2 plus petit que l'angle A1 formé avec le même plan et la génératrice 6 du chemin de roulement contigu. Dans ce cas, l'angle A1

peut être supérieur à 45 , mais la somme A1 + A2 est infé-

rieure à 900. Bien entendu, le plan PP n'est plus plan

de symétrie pour les bagues.

Les deux types de rouleaux présentent des coni-

cités et des rapports hauteur/diamètre différents. Les pentes des chemins de roulement intérieurs et extérieurs diffèrent également. Par contre, l'angle E = 90 - A1 - A2 est évidemmment le même pour les deux types de rouleaux. La condition de fonctionnement satisfaisant de ce roulement, est que les deux séries de rouleaux différents aiternés puissent tourner à la même vitesse. autour de l'axe x'x du roulement, sans glissement des rouleaux sur les chemins de roulement coniques. Cette condition supplémentaire se trouve réalisée selon l'invention lorsque les distances entre l'axe x'x et chacun des angles théoriques que présentent les rouleaux, vus de profils, près des rives des chemins de roulement sont égales pour les deux séries de rouleaux, d'une part en ce qui concerne les chemins de roulement intérieurs et d'autre part en ce qui concerne les chemins de roulement extérieurs; autrement dit on doit avoir, Figure 16: h2 = h1 et j2 = j1 et ceci quels que soient les angles A1, A2, L1, L2 et E. Autrement dit, pour chaque bague, les génératrices des rouleaux, par lesquelles les rouleaux des deux séries sont en contact roulant avec cette bague ont en direction de l'autre bague des extrémités théoriques situées à égale

distance de l'axe x'x.

Les conditions faisant que tous les rouleaux orbitent à la même vitesse autour de l'axe x'x du roulement évitent les inconvénients suivants: 1) des glissements importants entre rouleaux et les chemins de roulement, avec une usure et un échauffement

anormalement élevés ainsi que des pertes mécaniques inaccep-

tables;

2) des forces de contact notables entre rouleaux contigus ou sur les séparateurs intercalaires ou sur les

chants de la cage, créant également-de l'usure et de l'échauffe-

ment au risque de mettre ces éléments prématurément hors service. La capacité de charge axiale est maximum lorsque la force axiale appliquée aux chemins intérieurs est dirigée selon la flèche F dans le cas de la figure 16. C'est-à- dire dirigée de manière à charger les rouleaux présentant

le plus gros diamètre.

Le rapport des capacités axiales statiques est sensiblement proportionnel au rapport des diamètres moyens

des rouleaux.

Pour que le roulement accepte un chargement axial prédominant dans un sens, il est également possible, comme le montre la figure 17, de prévoir davantage de rouleaux dans la série la plus sollicitée. On peut par exemple, comme représenté, avoir la sucession de deux rouleaux tels que 9a, un rouleau tel que 9b, deux rouleaux tels que 9a etc... Dans cet exemple, le nombre total de rouleaux est un multiple de 3. La variante avec rouleaux 9a et 9b en nombres inégaux peut se combiner avec celle décrite en référence à la figure 16, les rouleaux les plus nombreux

étant ceux dont le diamètre est le plus grand.

Claims

REVENDICATIONS

1. Roulement à rouleaux coniques entrecroisés comprenant une bague interne (1), une bague externe (2) disposée coaxialement autour de la bague interne (1), ces bagues (1, 2) présentant l'une vers l'autre chacune deux chemins de roulement coniques (3, 4; 6, 7) définissant ensemble un profil concave, et deux séries de rouleaux de forme générale tronconique, les rouleaux (9a) d'une première série ayant une paroi latérale tronconique interposéei entre l'un des chemins de roulement (6) de la bague externe (2) et un chemin de roulement axialement opposé (4) de la bague interne (1), tandis que les rouleaux (9b) de la deuxième série, alternant avec ceux (9a) de la première série, ont leur paroi latérale interposée entre les deux autres chemins de roulement (3, 7), une région bombée (11) de la grande base de chaque rouleau (9a, 9b) s'appuyant de manière glissante contre le chemin de roulement (7, 6) qui lui fait face sur la bague externe (2), tandis que les parois latérales tronconiques des rouleaux (9a, 9b) de même série et les deux chemins de roulement tronconiques (respectivement 4, 6; 3, 7) entre lesquels elles sont interposées convergent sensiblement vers un sommet commun (X, Y) sensiblement situé sur l'axe (x'x) du roulement, caractérisé en ce que les régions bombées (11) des rouleaux (9a, 9b) de chaque série appartiennent sensiblement à une sphère idéale commune (Sx, Sy) centrée au sommet commun (X, Y) vers lequel convergent les parois latérales des rouleaux (9a, 9b) de la même série, et en ce que l'angle (2A; A1 + A2) que forment entre eux les deux chemins de roulement (6, 7) de la bague externe (2) est inférieur à 90 , de façon à réaliser entre la région bombée (11) de chaque rouleau (9a, 9b) et le chemin de roulement sur lequel elle s'appuie un contact sensiblement selon un segment

de.cercle (T) centré sur l'axe (x'x) du roulement.

2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur chaque bague (1, 2), les deux chemins de roulement (3, 4; 6, 7) forment le même angle (A, L) avec un plan (PP) perpendiculaire

à l'axe (x'x) du roulement.

3. Roulement selon l'une des revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que l'angle (2A) que forment entre eux les deux chemins de roulement (6, 7) de la bague externe (2) est choisi en relation avec la conicité (J) de la paroi latérale de chaque rouleau tronconique (9a, 9b) de façon que la distance entre le sommet de l'angle (2A) précité et le contact (T) entre la région bombée de chaque rouleau (9a, 9b) et le chemin de roulement (respectivement 7, 6) qui lui fait face soit sensiblement comprise entre 10 Z et 20 % du diamètre de la grande base de chaque rouleau

(9a, 9b).

4. Roulement selon l'une des revendications 1

ou 2, 'caractérisé en ce que l'angle (2A) que forment entre eux les deux chemins de roulement (6, 7) de la bague externe (2) est choisi en relation avec la conicité (J) de la paroi latérale de chaque rouleau (9a, 9b) de façon que le segment de cercle (T) de contact entre la région bombée (11) de

chaque rouleau (9a, 9b) et le chemin de roulement (respec-

tivement 6, 7) qui lui fait face ait une longueur sensi-

blement comprise entre 50 % et 75 % du diamètre de la grande

base de chaque rouleau conique (9a, 9b).

5. Roulement selon l'une des revendications 1

à 4, caractérisé en ce que le nombre (n) de rouleaux (9a,

9b) est compris entre 14 et 28.

6. Roulement conforme à la revendication 5, carac-

térisé en ce que le nombre (n) des rouleaux (9a, 9b) est

compris entre 20 et 22.

7. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que l'angle au sommet (J) de la paroi latérale des rouleaux est compris entre environ

8 et 15 .

8. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que l'angle (2A) que forment entre eux les deux chemins de roulement de la bague externe

est sensiblement compris entre 87 et 89 .

9. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 8, caractérisé en ce que les rouleaux (9a, 9b) sont sensiblement jointifs et les rouleaux de l'une au moins des séries présentent dans leur paroi latérale un décolletage annulaire (24) passant par les emplacements de contact (26) avec les deux rouleaux adjacents, de façon que ces emplacements de contact soient des segments de ligne (26).

10. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 8, caractérisé par une cage (16) maintenant les rouleaux

(9a, 9b) à espacement mutuel régulier.

11. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 8, caractérisé par des pastilles intercalaires (21)

entre chaque paire de rouleaux voisins.

12. Roulement conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que chaque pastille (21) présente deux faces opposées (22) épousant les formes tronconiques des parois latérales des deux rouleaux adjacents (9a, 9b) sur

lesquels elle s'appuie et se guide.

13. Roulement conforme à l'ue des revendications

1 à 12, caractérisé en ce que les rouleaux (9a, 9b) satisfont sensiblement à la relation:

D>1,1

dans laquelle: D est le diamètre de la grande base de la paroi

latérale tronconique.

H est la dimension axiale des rouleaux (9a, 9b).

14. Roulement conforme à l'une des revendications

1 à 13, caractérisé en ce que les parois latérales des rouleaux (9a, 9b) ont au voisinage de leur grande base une région en porte-à-faux (27) audelà d'un bord extérieur du chemin de roulement (3, 4) sur lequel elles s'appuient

sur la bague intérieure (1).

15. Application d'un roulement selon l'une des

revendications 1 à 14 à un moyeu intégral de roue motrice

d'automobile, caractérisé en ce que la bague interne (1)

est constituée par un élément mené (13) de joint de trans-

mission, et la bague externe est réalisée en deux demi-

bagues (2a, 2b) dont l'une (2b) fait partie intégrante d'un porte-moyeu (31) et l'autre (2a) est une bride annulaire fixée contre le porte-moyeu (31) autour de l'élément mené

(13) de joint de transmission.

16. Roulement conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de roulement (6, 7) de

la bague externe font avec un plan ideal (PP) perpendicu-

laire à l'axe (x'x) du roulement des angles (A1, A2) inégaux.

17. Roulement conforme à la revendication 16, caractérisé en ce que, pour chacune des bagues externe et interne, les génératrices des rouleaux par lesquelles les rouleaux des deux séries sont en contact roulant avec la bague considéree ont en direction de l'autre bague des extrémités théoriques (hl, h2; jl' j2) situées à égale

distance de l'axe (x'x) du roulement.

18. Roulement selon l'une des revendications

1 à 16, caractérisé en ce que le mode répétitif selon lequel les rouleaux des deux séries alternent entre eux est tel que les rouleaux d'une série sont plus nombreux que ceux

de l'autre série.