FR2829199A1

FR2829199A1 - Radial-axial rolling bearing having L=shaped arrangement to increase stiffness, has cylindrical rolling bodies of axial bearings each guided by rim disposed either on outer ring or on race ring

Info

Publication number: FR2829199A1
Application number: FR0111208A
Authority: FR
Inventors: Thomas Dittenhofer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-07
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: GB0120566D0; GB2378988A; FR2829199B1

Abstract

The bearing comprises an inner ring (20) and a coaxial outer ring (4), between which rolling bodies (9) roll to absorb radial forces, and with cylindrical rolling bodies (10,11) received in cages (12,13) arranged on the two sides to absorb axial forces, with their raceways formed on one side by the flanks of the outer ring and on the other side by respective race rings (8,6). The cylindrical rolling bodies (10,11) of the axial bearings (2,3) are each guided by a rim (19) disposed either on the outer ring (4) or on the race ring (8,6).

Description

fermeture coulissante.sliding closure.

Domaine de l'invention La présente invention concerne un palier à roulement radial-axial comportant une bague intérieure et coaxialement à celle-ci une bague extérieure, entre celles-ci des organes de roulement qui roulent s pour recevoir les efforts radiaux, et de part et d'autre des organes de roulement cylindriques logés dans des cages pour recevoir les efforts axiaux et dont les chemins de roulement sont formés d'une part avec les surfaces frontales de la bague extérieure et d'autre part avec chaque fois Field of the Invention The present invention relates to a radial-axial rolling bearing comprising an inner ring and coaxial thereto an outer ring, between these rolling members which roll to receive the radial forces, and share and other cylindrical rolling members housed in cages to receive the axial forces and whose raceways are formed on the one hand with the front surfaces of the outer ring and on the other hand with each time

un disque de roulement.a rolling disc.

0 Arrière plan technologique On connaît un tel palier à roulement radialaxial à double face selon la page 136 du catalogue INA " palier à roulement 305 ". Ce palier comporte une bague intérieure coaxiale à une bague extérieure pour qu'entre les deux puisse rouler une couronne de galets cylindriques sur des chemins de roulements correspondants. Du côté droit et du côté gauche, on a chaque fois un palier axial dont les organes de roulement cylindriques sont guidés dans des cages. La bague intérieure du palier radial fait une seule pièce avec le disque de roulement, c'est-à-dire que celui-ci a une section en forme de L. L'autre disque de roulement du o second palier axial est relié par des vis de fxation à la pièce à section en forme de L et le plan de jonction des deux pièces se situe dans le plan 0 Technological background Such a double-sided radial-axial rolling bearing is known according to page 136 of the INA catalog "rolling bearing 305". This bearing has an inner ring coaxial with an outer ring so that between the two can roll a ring of cylindrical rollers on corresponding raceways. On the right side and on the left side, there is each time an axial bearing whose cylindrical rolling members are guided in cages. The inner ring of the radial bearing is in one piece with the rolling disc, that is to say that it has an L-shaped section. The other rolling disc of the second axial bearing is connected by attachment screw to the L-shaped section part and the junction plane of the two parts is in the plane

radial prolongé de la surface de roulement d'un palier à roulement axial. radial extension of the rolling surface of an axial rolling bearing.

L'inconvénient de cette solution est que les organes de roulement cylindriques des deux paliers axiaux soient guidés par les cages du palier. De ce fait, lors du roulement des de paliers axiaux, on a des frottements importants qui se répercutent de manière détavorable sur le fonctionnement du dispositif de palier combiné. Un autre inconvénient de ce dispositif de palier est que du fait de sa construction, il présente une trop faible rigidité au basculement. Cela provient de l'unique disque de roulement fxé à la pièce en section en forme de L composée de la bague The disadvantage of this solution is that the cylindrical rolling members of the two axial bearings are guided by the bearing cages. Therefore, during the rolling of axial bearings, there is significant friction which has a detrimental effect on the operation of the combined bearing device. Another disadvantage of this bearing device is that due to its construction, it has too low a rigidity at tilting. This comes from the single rolling disc fixed to the L-shaped section piece composed of the ring

intérieure et de l'autre disque de roulement. inside and the other bearing disc.

Exposé de l'invention La présente invention a pour but de développer un palier à roulement radial-axial combiné du type ci-dessus pour avoir un meilleur SUMMARY OF THE INVENTION The aim of the present invention is to develop a combined radial-axial rolling bearing of the above type in order to have better

comportement au roulement et une meilleure rigidité. rolling behavior and better rigidity.

A cet effet, l'invention concerne un palier à roulement radial-axial du type défmi ci-dessus, caractérisé en ce que les organes de roulement cylindriques des paliers axiaux sont guidés par un bord respectif prévu soit sur la bague extérieure, soit sur les disques de roulement. Le guidage du bord selon l'invention des couronnes de galets cylindriques, axiaux, formées d'une cage axiale avec des galets s cylindriques réduit le glissement lors du roulement, car le contact au niveau du bord est plus avantageux pour le frottement que le guidage des galets cylindriques par les entretoises des cages comme dans l'état de la technique. La cage ne sert pratiquement plus que comme organe d'écartement des galets cylindriques ou comme moyen de maintien en o place pour le transport et au repos. Dans la zone de détente, on a un To this end, the invention relates to a radial-axial rolling bearing of the type defined above, characterized in that the cylindrical rolling members of the axial bearings are guided by a respective edge provided either on the outer ring or on the rolling discs. The guiding of the edge according to the invention of the cylindrical, axial roller crowns, formed of an axial cage with cylindrical rollers, reduces sliding during rolling, since contact at the edge is more advantageous for friction than guiding. cylindrical rollers by the spacers of the cages as in the prior art. The cage is practically used only as a member for spreading the cylindrical rollers or as a means of holding in place for transport and at rest. In the relaxation area, there is a

guidage grossier des organes de roulement cylindriques par la cage. coarse guiding of the cylindrical rolling members by the cage.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, la bague intérieure se compose de deux parties faisant corps avec les disques de roulement et le plan de jonction se situe entre les bagues partielles dans la According to another advantageous characteristic, the inner ring consists of two parts which are integral with the rolling discs and the junction plane is located between the partial rings in the

is zone du chemin de roulement du palier radial. is the raceway area of the radial bearing.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le plan de jonction est situé au milieu de la zone du chemin de roulement du palier radial. La réalisation avec une section en forme de L de la pièce augmente considérablement la tenue au basculement de l'ensemble du palier. Les pièces à section en forme de L, disposces symétriquement sont centrce s par le s galets cylindriques du palier radial, c 'e st- à- dire que tout décalage axial des deux pièces placées l'une par rapport à l'autre est exclu grâce au plan de jonction des deux pièces situées dans la plage du chemin de roulement du palier radial. Un autre avantage de cette réalisation est que la disposition symétrique des deux pièces réduit la profondeur d'usinage, c'est-à-dire que le palier se compose d'un nombre plus réduit According to another advantageous characteristic, the junction plane is located in the middle of the region of the raceway of the radial bearing. The realization with an L-shaped section of the part considerably increases the tilting resistance of the whole bearing. The parts with L-shaped section, arranged symmetrically, are centered by the cylindrical rollers of the radial bearing, that is to say that any axial offset of the two parts placed relative to one another is excluded. thanks to the junction plane of the two parts located in the range of the raceway of the radial bearing. Another advantage of this embodiment is that the symmetrical arrangement of the two parts reduces the depth of machining, that is to say that the bearing consists of a smaller number

de pièces.the rooms.

Dans ce contexte, suivant une autre caractéristique avantageuse la bague intérieure est usinée tout d'abord comme une seule pièce et lorsque l'usinage est terminé, la bague intérieure est divisce en deux parties. L'usinage commun garantit l'uniformité des tolérances par rapport à un usinage séparé pour les chemins de roulement et les In this context, according to another advantageous characteristic, the inner ring is firstly machined as a single piece and when the machining is finished, the inner ring is divided into two parts. Common machining guarantees uniform tolerances compared to separate machining for raceways and

perçages de fixation.fixing holes.

3s Suivant une autre caractéristique avantageuse, les bagues partielles sont maintenues réunies par des vis de fixation. De cette manière, l'ensemble peut être fourni complet et le fabricant peut régler la précontrainte souhaitée par le client. Cela se réalise par une épaisseur 3s According to another advantageous characteristic, the partial rings are held together by fixing screws. In this way, the assembly can be supplied complete and the manufacturer can adjust the preload desired by the customer. This is achieved by a thickness

différente des pièces ou par une sélection des organes de roulement. different from the parts or by a selection of the running gear.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un disque de roulement est relié à la bague intérieure. Le plan de jonction est dans ce cas en dehors de la zone du chemin de roulement du palier radial et se trouve à la jonction de la pièce en forme de L, axiale, au niveau According to another advantageous characteristic of the invention, a rolling disc is connected to the inner ring. The junction plane is in this case outside the region of the raceway of the radial bearing and is located at the junction of the L-shaped part, axial, at the level

du chemin de roulement extérieur du palier axial. of the outer race of the axial bearing.

Selon une autre caractéristique intéressante, la cage du palier axial est formoe par des segments séparés, adjacents dans la o direction périphérique et recevant chacun un organe de roulement cylindrique. Cette variante de cage s'utilise toujours d'une manière particulièrement avantageuse, si pour des dimensions constantes des galets cylindriques des paliers axiaux y compris les segments, on a d'autres dimensions méme pour la bague de roulement ou le disque de roulement. Si la cage se compose de segments, il est intéressant suivant une autre caractéristique, que le s segments ont de s ligne s de contour de forme courbe, opposces, au moins dans une partie de leur extension radiale, suivant la direction périphérique, pour former un point de contact entre deux segments voisins, ce point de contact se situant dans la zone According to another advantageous characteristic, the cage of the axial bearing is formed by separate segments, adjacent in the peripheral direction and each receiving a cylindrical rolling member. This cage variant is always used in a particularly advantageous manner, if for constant dimensions of the cylindrical rollers of the axial bearings including the segments, there are other dimensions even for the rolling ring or the rolling disc. If the cage is composed of segments, it is interesting according to another characteristic, that the s segments have s contour lines of curved shape, opposite, at least in part of their radial extension, in the peripheral direction, to form a point of contact between two neighboring segments, this point of contact being located in the area

comprise entre le cercle primitif et le bord. between the pitch circle and the edge.

Ce point de contact entre les deux segments voisins se déplacent alors vers l'extérieur ou vers l'intérieur suivant que le diamètre This point of contact between the two neighboring segments then moves outward or inward depending on whether the diameter

des disques de roulement augmente ou diminue. of rolling discs increases or decreases.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, il peut étre intéressant dans ce cas que un moyen à ressort placé entre deux According to another advantageous characteristic, it may be advantageous in this case for a spring means placed between two

segments voisins.neighboring segments.

EnEm suivant une autre caractéristique avantageuse, les segments ont sur leur côté radial intérieur, deux bossages écartés l'un de l'autre dans la direction périphérique. Ces deux points de contact dans la so direction radiale assurent un guidage grossier des différents segments de EnEm according to another advantageous characteristic, the segments have on their inner radial side, two bosses spaced from one another in the peripheral direction. These two contact points in the radial direction ensure rough guidance of the different segments of

cage avec leur organe de roulement.cage with their rolling member.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement 3s dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un palier radial-axial selon l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1, - la figure 3 est une demi-coupe d'un palier selon l'invention, - la figure 4 est un détail d'une vue de dessus d'un seul segment de la cage. Drawings The present invention will be described below in more detail with the aid of embodiments shown diagrammatically 3s in the appended drawings, in which: - Figure 1 is a longitudinal section of a radial-axial bearing along l invention, - Figure 2 is an enlarged view of a detail of Figure 1, - Figure 3 is a half-section of a bearing according to the invention, - Figure 4 is a detail of a view of above a single segment of the cage.

Description détaillée des dessinsDetailed description of the drawings

Le palier radial-axial combiné selon la figure 1 est formé du palier radial-axial 1 et des paliers axiaux 2, 3 sur les deux côtés; ces paliers axiaux ont un axe 18 commun. Le palier radial 1 comporte une bague intérieure 5 et une bague extérieure 4 coaxiale à la précédente pour former des chemins de roulement non détaillés sur lesquels roulement des o galets cylindriques 9. La bague extérieure 4 est munie d'un perçage de fixation 14. La bague intérieure 5 du palier radial 1 forme un ensemble avec le disque de roulement 6 du palier axial 3; cela signifie que la bague intérieure a une section en forme de L avec une partie 7 dirigée axialement; celle-ci porte le chemin de roulement intérieur des galets cylindriques 9. La partie axiale 7 de la bague intérieure 5 est munie de The combined radial-axial bearing according to FIG. 1 is formed by the radial-axial bearing 1 and axial bearings 2, 3 on the two sides; these axial bearings have a common axis 18. The radial bearing 1 has an inner ring 5 and an outer ring 4 coaxial with the previous one to form non-detailed raceways on which rolling of the cylindrical rollers 9. The outer ring 4 is provided with a fixing hole 14. The inner ring 5 of the radial bearing 1 forms an assembly with the rolling disc 6 of the axial bearing 3; this means that the inner ring has an L-shaped section with a part 7 axially directed; it carries the inner raceway of the cylindrical rollers 9. The axial part 7 of the inner ring 5 is provided with

bords 32, 33 pour guider les galets cylindriques 9 dans la direction axiale. edges 32, 33 for guiding the cylindrical rollers 9 in the axial direction.

La face frontale de la partie axiale 7 de la bague intérieure 5 à section en forme de L est adjacente au disque de roulement 8 de l'autre palier axial 2; entre les deux parties, on a le plan de jonction 15. Ce plan de jonction o passe par un plan radial du chemin de roulement extérieur des galets cylindriques 10, formé sur le disque de roulement 8. De cette manière, on a des chemins de roulement pour les deux paliers axiaux 2, 3; ces chemins sont formés d'une part avec les surfaces frontales opposces l'une à l'autre de la bague extérieure 4 du palier radial 1 et d'autre part avec les surfaces frontales en regard des deux disques de roulement 6 et 8. Les galets cylindriques 10, 11 logés dans les cages 12, 13 roulent sur des The front face of the axial part 7 of the inner ring 5 of L-shaped section is adjacent to the rolling disc 8 of the other axial bearing 2; between the two parts, there is the junction plane 15. This junction plane o passes through a radial plane of the external raceway of the cylindrical rollers 10, formed on the rolling disc 8. In this way, we have raceways bearing for the two axial bearings 2, 3; these paths are formed on the one hand with the front surfaces opposite to each other of the outer ring 4 of the radial bearing 1 and on the other hand with the front surfaces facing the two rolling discs 6 and 8. The cylindrical rollers 10, 11 housed in the cages 12, 13 roll on

chemins non rétérencés.unrecognized paths.

La bague extérieure 4 du palier radial 1 est munie d'un bord 19 au niveau de chacune de ses faces frontales; chaque bord assure le guidage radial des couronnes axiales de galets cylindriques formoes des galets cylindriques 10, 11 et des cages 12, 13. Ce guidage modifié améliore le comportement de friction des deux paliers axiaux 2, 3, car cela diminue la composante de glissement des organes de roulement 10, 11. Les deux cages 12, 13 sont des cages en forme de disques, c'est-à-dire qu'elles assurent simplement la séparation respective des galets cylindriques 10, 11. A la fois, le disque de roulement 8 et la bague intérieure 5 sont munis de perçages de fixation 16, 17, traversants, pour recevoir des vis de fixation non représentées assurant ainsi l'assemblage de l'ensemble du s dispositif de palier. Le palier est en général fourni par le fabricant pour avoir la précontrainte souhaitée par le client sur la largeur axiale du disque de roulement 6, de la bague extérieure 4, du disque de roulement 8 et l'extension radiale de la bague extérieure 4 et de la bague intérieure 5 ou encore par la sélection des galets cylindriques 10, 11, 9. Le guidage radial du palier axial 2 est représenté à échelle agrandie à la figure 2. Les galets cylindriques 10 guidés dans la cage 2 s'appliquent radialement à l'extérieur contre le bord 19 de la bague extérieure 4 du palier. La cage 12 s'appuie à l'état détendu du palier axial o 2 par son extrémité radiale intérieure contre une saillie non référencce de The outer ring 4 of the radial bearing 1 is provided with an edge 19 at each of its front faces; each edge ensures the radial guidance of the axial rings of cylindrical rollers formed of the cylindrical rollers 10, 11 and the cages 12, 13. This modified guidance improves the friction behavior of the two axial bearings 2, 3, because this reduces the sliding component of the rolling elements 10, 11. The two cages 12, 13 are disc-shaped cages, that is to say that they simply ensure the respective separation of the cylindrical rollers 10, 11. At the same time, the disc of bearing 8 and the inner ring 5 are provided with fixing holes 16, 17, through, to receive fixing screws not shown, thus ensuring the assembly of the entire bearing device. The bearing is generally supplied by the manufacturer to have the prestressing desired by the customer on the axial width of the rolling disc 6, the outer ring 4, the rolling disc 8 and the radial extension of the outer ring 4 and the inner ring 5 or else by the selection of the cylindrical rollers 10, 11, 9. The radial guidance of the axial bearing 2 is shown on an enlarged scale in FIG. 2. The cylindrical rollers 10 guided in the cage 2 are applied radially to the outside against the edge 19 of the outer ring 4 of the bearing. The cage 12 is supported in the relaxed state of the axial bearing o 2 by its inner radial end against a projection not referenced to

la partie axiale 7 de la bague intérieure 5. the axial part 7 of the inner ring 5.

La figure 3 montre une variante du palier à roulement radial-axial particulièrement rigide en basculement. Le palier radial 1 FIG. 3 shows a variant of the radial-axial rolling bearing which is particularly rigid in tilting. Radial bearing 1

porte la bague intérieure 20 composée des deux bagues partielles 21, 22. carries the inner ring 20 composed of the two partial rings 21, 22.

Les bagues partielles 21, 22 ont une section en L et comportent les parties axiales 23, 24 elles-mêmes relices aux disques de roulement 8, 6. De cette manière, on a le plan de jonction 25 situé dans la zone du chemin de roulement des galets de roulement 9, ce qui évite tout décalage radial The partial rings 21, 22 have an L-shaped section and comprise the axial parts 23, 24 themselves connected to the rolling discs 8, 6. In this way, there is the joining plane 25 located in the region of the raceway rollers 9, which prevents any radial offset

réciproque des deux bagues partielles 21, 22. reciprocal of the two partial rings 21, 22.

La figure 4 est une vue de dessus des paliers axiaux 2, 3 Figure 4 is a top view of the axial bearings 2, 3

dont les galets cylindriques 10, 11 sont logés dans des segments 26. whose cylindrical rollers 10, 11 are housed in segments 26.

Chaque segment séparé 26 est délimité par des lignes courbes 27, 28 dans la direction périphérique, de rayon R. de sorte que deux segments voisins 26 se touchent par la juxtaposition des lignes courbes 27, 28 en un point de contact 29. La figure 4 montre également que les galets cylindriques , 11 sont guidés par le bord 19 de la bague extérieure 4 du palier par leur surface frontale radiale extérieure. Les segments 26 ont à leur extrémité radiale inférieure, deux bossages 30, 31 distants l'un de l'autre dans la direction périphérique par lesquels à l'état de détente, ils s'appuient contre la bague partielle 21, 22. Le point de contact 29 se situe sensiblement au niveau du cercle primitif. Suivant les rapports dimensionnels choisis, c'est-à-dire pour des diamètres modifiés pour des deux disques de roulement 6, 8, le point de contact 29 se déplace soit vers l'extérieur, soit vers l'intérieur. Si les disques de roulement 6, 8 et la bague extérieure 4 augmentent par extension radiale, le point de contact 29 se déplace radialement vers l'extérieur et inversement. Cela garantit à l'utilisation que pour des galets cylindriques 10, 11 de même dimension et des segments 26 identiques, on pout utiliser des disques de roulement 6, Each separate segment 26 is delimited by curved lines 27, 28 in the peripheral direction, of radius R. so that two neighboring segments 26 are touched by the juxtaposition of the curved lines 27, 28 at a point of contact 29. FIG. 4 also shows that the cylindrical rollers, 11 are guided by the edge 19 of the outer ring 4 of the bearing by their outer radial front surface. The segments 26 have at their lower radial end, two bosses 30, 31 distant from each other in the peripheral direction by which in the relaxed state, they bear against the partial ring 21, 22. The point contact 29 is located substantially at the level of the pitch circle. According to the dimensional ratios chosen, that is to say for diameters modified for two rolling discs 6, 8, the contact point 29 moves either outwards or inwards. If the rolling discs 6, 8 and the outer ring 4 increase by radial extension, the contact point 29 moves radially outward and vice versa. This guarantees in use that for cylindrical rollers 10, 11 of the same dimension and identical segments 26, it is possible to use rolling discs 6,

8 de dimensions radiates différentes. 8 of different radiate dimensions.

NOMENCLATURENOMENCLATURE

1 palier radial 2 palier axial 3 palier axial 4 bague extérieure bague intérieure 6 disque de roulement 7 partie axiale 8 disque de roulement 0 9 galet cylindrique galet cylindrique 11 galet cylindrique 1 2 cage 13 cage 14 perçage de fixation plan de jonction 16 perçage de fxation 17 perçage de fxation 18 axe de palier 19 bord bague intérieure 21 bague partielle 22 bague partielle 23 partie axiale 2s 24 partie axiale plan de jonction 26 segment 27 ligne de contour 28 ligne de contour o 29 point de contact bossage 31 bossage 32,33 bords R rayon 1 radial bearing 2 axial bearing 3 axial bearing 4 outer ring inner ring 6 rolling disc 7 axial part 8 rolling disc 0 9 cylindrical roller cylindrical roller 11 cylindrical roller 1 2 cage 13 cage 14 fixing hole junction plane 16 fixing hole 17 fixing hole 18 bearing axis 19 edge inner ring 21 partial ring 22 partial ring 23 axial part 2s 24 axial part joining plane 26 segment 27 contour line 28 contour line o 29 point of contact boss 31 boss 32.33 edges R radius

Claims

1) Radial-axial rolling bearing comprising an inner ring (5, 20) and coaxially to the latter an outer ring (4), between these rolling members (9) which roll to receive the radial forces, and on either side of the cylindrical rolling members (10, 11) housed in cages (12, 13) to receive the axial forces and whose raceways are formed on the one hand with the front surfaces of the outer ring (4) and on the other hand with each time a rolling disc (8, 6), 0 characterized in that the cylindrical rolling members (10, 11) of the axial bearings (2, 3) are guided by a respective edge (19) provided either on the outer ring

(4), or on the rolling discs (8, 6).

2) Radial-axial rolling bearing according to claim 1, characterized in that the inner ring (20) consists of two parts (21, 22) integral with the rolling discs (8, 6) and the junction plane (25) is located between the partial rings (21, 22) in the region of the raceway

o the radial bearing (1).

3) Rolling bearing according to claim 2, characterized in that the junction plane (25) is located in the middle of the area of the path

s rolling radial bearing (1).

4) Rolling bearing according to claim 2,., Characterized in that the inner ring (20) is firstly machined as a single piece and so when the machining is finished, the inner ring is divided in two

parts (21, 22).

) Rolling bearing according to claim 2, characterized in that ss the partial rings (21, 22) are held together by fixing screws. 6) Rolling bearing according to claim 1, characterized in that

a rolling disc (6, 8) is connected to the inner ring (5).

7) Rolling bearing according to claim 1, characterized in that the cage of the axial bearing (2, 3) is formed by separate segments (26), adjacent in the peripheral direction and each receiving a member

cylindrical bearing (10, 1 1).

o 8) rolling bearing according to claim 7,., characterized in that the segments (26) have contour lines (27, 28) of curved shape, opposite, at least in part of their radial extension, according to the peripheral direction, to form a point of contact (29) between two neighboring segments (26), this point of contact being located in the area

between the pitch circle and the edge (19).

9) Rolling bearing according to claim 7, characterized by

a spring means placed between two neighboring segments (26).

) Rolling bearing according to claim 7,., Characterized in that the segments (26) have on their inner radial side, two bosses (30, 31)

spaced from each other in the peripheral direction.