WO2002102689A1 - Bearing cage for a driving roller - Google Patents

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Raphael Potier
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Jean-Marie Loison
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Venusial S.A
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to a bearing cage for a driving roller. The circular surface of said cage that comes into contact with the tube is provided with a series of deformable blades (8) which are concentric to the axis of the tube (1). At least one of said blades has a diameter greater than the internal diameter, at maximum tolerance, of the tube (I), thereby enabling said bearing cage to be tightly inserted in the tube. At least one of the blades is provided with a diameter smaller than the internal diameter, at minimum tolerance, of the tube (1), thereby enabling said cage to be pre-positioned in the tube before the tight insertion of the other blade.

Description

Cage de roulement pour rouleau moteur Roller cage for motor roller
La présente invention est du domaine des rouleaux moteurs composés d'un tube entraîné en rotation autour de deux axes fixes situés à chacune des extrémités dudit rouleau. Une motorisation électrique est intégrée dans la cavité interne du tube. La partie fixe du moteur est généralement liée à l'un des axes fixes et l'arbre de sortie du moteur transmet le couple sur la paroi interne du tube. Le type de rouleau moteur selon l'invention est particulièrement destiné à une application d'enroulement et déroulement d'affiches pour des panneaux publicitaires mais l'invention s'applique également aux rouleaux moteurs utilisés pour les convoyeurs à bande notamment ou à tous autres types de rouleaux moteurs. L'invention concerne plus particulièrement les cages de roulement permettant le guidage en rotation du tube par rapport aux axes fixes.The present invention is in the field of motor rollers composed of a tube driven in rotation about two fixed axes located at each end of said roller. An electric motor is integrated in the internal cavity of the tube. The fixed part of the motor is generally linked to one of the fixed axes and the motor output shaft transmits the torque on the internal wall of the tube. The type of drive roller according to the invention is particularly intended for an application of winding and unwinding of posters for advertising panels but the invention also applies to the drive rolls used for conveyor belts in particular or to all other types of motor rollers. The invention relates more particularly to the rolling cages for guiding the tube in rotation relative to the fixed axes.
Le problème majeur rencontré réside dans l'assemblage de la cage dans la cavité interne du tube. Le diamètre intérieur du tube, lorsque ce dernier est réalisé par filage d'un profilé en aluminium notamment, peut présenter une variation dimensionnelle d'au moins 5 dixièmes de millimètres lorsque l'on mesure deux tubes issus d'une même fabrication. L'homme de métier sait qu'un assemblage précis de pièces mécaniques nécessite une tolérance dimensionnelle de quelques centièmes de millimètres sur chaque pièce. Il est impossible, dans le cas d'une fabrication en série d'ajuster la dimension de chaque cage de roulement au diamètre du tube, sauf à réaliser un usinage interne des tubes, ce qui est coûteux.The major problem encountered resides in the assembly of the cage in the internal cavity of the tube. The internal diameter of the tube, when the latter is produced by spinning an aluminum profile in particular, may have a dimensional variation of at least 5 tenths of a millimeter when two tubes from the same manufacture are measured. Those skilled in the art know that a precise assembly of mechanical parts requires a dimensional tolerance of a few hundredths of a millimeter on each part. It is impossible, in the case of mass production to adjust the size of each bearing cage to the diameter of the tube, unless internal tubes are machined, which is expensive.
Le brevet européen n° 1 033 335 propose un flasque d'extrémité du tube creux constituant un rouleau doté sur une face extérieure d'un axe de rotation intégré et sur une face intérieure d'un manchon cylindrique qui s'emboîte dans la cavité du tube.European patent n ° 1 033 335 proposes an end flange of the hollow tube constituting a roller provided on an outer face with an axis of integrated rotation and on an inner face of a cylindrical sleeve which fits into the tube cavity.
La surface du manchon est conformée en une pluralité d'arêtes dont une à l'extrémité libre du manchon est à la côte de la cavité cylindrique du tube et dont l'autre ou les autres ont une dimension supérieure à la côte du tube en sorte d'y pénétrer en forcement, les arêtes étant écrasées contre la paroi interne du tube pour réaliser le blocage de la pièce constituée par la flasque, son manchon et son axe.The surface of the sleeve is shaped in a plurality of edges, one of which at the free end of the sleeve is at the side of the cylindrical cavity of the tube and the other or the others of which have a dimension greater than the side of the tube so to enter it forcibly, the edges being crushed against the internal wall of the tube in order to block the part constituted by the flange, its sleeve and its axis.
L'écrasement des arêtes génère un effort de friction important dû au fluage de la matière écrasée des arêtes et à l'importance de la surface de contact des arêtes écrasées avec la paroi interne du tube. L'écrasement des arêtes peut provoquer une compression d'air ou d'autres matériaux entre elles et la paroi interne du tube, ce qui peut compliquer la mise en place ou l'enlèvement du manchon. L'invention propose à cet effet une cage de roulement pouvant être insérée avec facilité dans chaque tube tout en garantissant la concentricité des deux pièces entre elles.The crushing of the edges generates a significant friction force due to the creep of the crushed material of the edges and to the size of the contact surface of the crushed edges with the internal wall of the tube. Crushing the edges can cause compression of air or other materials between them and the inner wall of the tube, which can complicate the installation or removal of the sleeve. To this end, the invention proposes a rolling cage which can be easily inserted into each tube while ensuring the concentricity of the two parts between them.
A cet effet, la présente invention concerne une cage de roulement pour rouleau moteur, ledit rouleau moteur étant constitué d'un tube ouvert aux deux extrémités entraîné en rotation autour de deux axes fixes disposés à chacune des extrémités dudit rouleau, la motorisation électrique du rouleau étant logée dans la cavité interne du tube, la partie fixe de la motorisation étant liée à l'un des axes fixes et l'arbre moteur transmettant son couple au tube, une cage pourvue de roulements étant introduite dans chaque extrémité du tube, les dites cages permettant le guidage en rotation du tube par rapport aux axes fixes qui les traversent, chacune desdites cages étant formée d'un manchon cylindrique creux pour le logement des roulements et de l'axe correspondant avec un épaulement d'arrêt, ledit manchon pénétrant dans le tube, caractérisé en ce que le manchon est doté sur sa surface cylindrique externe d'une pluralité d'ailettes circulaires radiales minces espacées entre elles dont au moins une présente un diamètre supérieur au diamètre intérieur du tube au maximum de la tolérance, la ou les dites ailettes ayant la capacité de plier lors de la pénétration dans le tube, ce qui permet un emmanchement serré de ladite cage de roulement dans le tube et dont au moins une présente un diamètre inférieur au diamètre intérieur du tube permettant un prépositionnement de la cage dans le tube avant l'emmanchement serré de l'autre ou des autres ailettes.To this end, the present invention relates to a rolling cage for a motor roller, said motor roller being constituted by a tube open at both ends driven in rotation around two fixed axes disposed at each end of said roller, the electric motorization of the roller being housed in the internal cavity of the tube, the fixed part of the motorization being linked to one of the fixed axes and the motor shaft transmitting its torque to the tube, a cage provided with bearings being inserted in each end of the tube, the so-called cages allowing the tube to be guided in rotation relative to the fixed axes which pass through them, each of said cages being formed of a hollow cylindrical sleeve for housing the bearings and of the corresponding axis with a stop shoulder, said sleeve penetrating into the tube, characterized in that the sleeve is provided on its cylindrical surface external of a plurality of thin circular radial fins spaced apart, at least one of which has a diameter greater than the inside diameter of the tube at the maximum of tolerance, the said fin (s) having the capacity to bend when penetrating into the tube , which allows a tight fitting of said rolling cage in the tube and at least one of which has a diameter less than the inside diameter of the tube allowing a pre-positioning of the cage in the tube before the tight fitting of the other or others fins.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après, donnée à tire d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins joints dans lesquels :Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description below, given by way of nonlimiting example and illustrated by the accompanying drawings in which:
- la figure 1 représente une vue en coupe des différents éléments constituant un rouleau moteur,FIG. 1 represents a sectional view of the various elements constituting a drive roller,
- la figure 2 représente, en coupe et en perspective, la cage de roulement selon l'invention.- Figure 2 shows, in section and in perspective, the bearing cage according to the invention.
Tel que représenté sur la figure 1, un rouleau moteur est composé d'un tube 1, d'un moto-réducteur 2, d'un axe fixe 3 support moteur, d'un axe fixe 4, non lié au moteur, de deux cages de roulements 5 et 5' et d'un système de transmission du couple 6.As shown in Figure 1, a drive roller is composed of a tube 1, a gear motor 2, a fixed axis 3 motor support, a fixed axis 4, not linked to the motor, two bearing cages 5 and 5 'and a torque transmission system 6.
Les extrémités des axes 3 et 4 sont fixées et bloquées en rotation par rapport à un bâti, non représenté. La partie fixe du motoréducteur 2, disposé dans la cavité interne du tube, est liée à l'arbre support moteur 3. Les cages de roulements 5 et 5' pourvues de roulements à billes permettent de guider en rotation le tube 1 par rapport aux axes 3 et 4. Un frein 7 peut être associé au rouleau moteur.The ends of axes 3 and 4 are fixed and locked in rotation relative to a frame, not shown. The fixed part of the gearmotor 2, arranged in the internal cavity of the tube, is linked to the motor support shaft 3. The bearing cages 5 and 5 'provided with ball bearings allow the tube 1 to be rotated with respect to the axes 3 and 4. A brake 7 can be associated with the drive roller.
Les cages de roulements 5 et 5', insérées dans la cavité interne de chaque extrémité du tube 1 , sont identiques. Le détail de la cage de roulement 5 est représenté sur la figure 2. Chaque cage de roulement est constitué d'un manchon cylindrique creux pour le logement des roulements et des axes avec un épaulement d'arrêt du manchon cylindrique dans le tube.The bearing cages 5 and 5 ′, inserted in the internal cavity of each end of the tube 1, are identical. The detail of the rolling cage 5 is shown in FIG. 2. Each bearing cage consists of a hollow cylindrical sleeve for housing the bearings and the axes with a stop shoulder for the cylindrical sleeve in the tube.
La cage de roulement, sous forme d'une pièce de révolution, possède au moins un alésage 1 1 pour le positionnement d'au moins un roulement à bille 12.The bearing cage, in the form of a part of revolution, has at least one bore 1 1 for positioning at least one ball bearing 12.
Le manchon de la cage de roulement est doté sur sa surface cylindrique externe d'une pluralité d'ailettes 8 circulaires radiales. Ces ailettes peuvent chacune entourer tout ou partie de la circonférence du manchon. Ces ailettes radiales sont minces, leur section est par exemple de un à deux millimètres et plus généralement leur section est inférieure à leur largeur ou à leur hauteur au-dessus de la surface du manchon.The sleeve of the bearing cage is provided on its external cylindrical surface with a plurality of radial circular fins 8. These fins can each surround all or part of the circumference of the sleeve. These radial fins are thin, their section is for example from one to two millimeters and more generally their section is less than their width or their height above the surface of the sleeve.
Ces ailettes ont du fait de leur faible section et ou du fait de la nature du matériau utilisé pour la réalisation de la cage, matériau qui peut être du polypropylène ou tout autre matériau présentant les qualités adaptées au résultat recherché, la faculté de se plier au moins à leur zone périphérique.These fins have, because of their small section and or because of the nature of the material used for the production of the cage, material which may be polypropylene or any other material having the qualities adapted to the desired result, the ability to bend at less to their peripheral area.
Les ailettes sont espacées les unes des autres en sorte que leur déformation respective par pliage n'influe pas sur les autres. Chaque ailette est concentrique à l'axe du tube 1. La série d'ailettes 8 peut être constituée de pièces rapportées sur la cage de roulement ou faire partie intégrante de cette dernière.The fins are spaced from each other so that their respective deformation by folding does not affect the others. Each fin is concentric with the axis of the tube 1. The series of fins 8 can be made up of parts attached to the bearing cage or be an integral part of the latter.
Au moins l'une des ailettes de la série 8 présente un diamètre supérieur au diamètre intérieur, au maximum de la tolérance, du tube 1. De ce fait, l'emmanchement de la cage 5 dans le tube est serré, ce qui permet de maintenir l'assemblage.At least one of the fins of the series 8 has a diameter greater than the inside diameter, at the maximum of tolerance, of the tube 1. As a result, the fitting of the cage 5 in the tube is tight, which allows maintain the assembly.
Au moins l'une des ailettes de la série 8 présente un diamètre inférieur au diamètre intérieur, au minimum de la tolérance, du tube 1. De ce fait, il est possible de pré-positionner la cage dans le tube avant d'effectuer l'emmanchement serré de l'autre anneau. Si le diamètre intérieur du tube est par exemple de 50mm avec une tolérance de plus ou moins 0.5 millimètre, l'une des ailettes aura un diamètre supérieur à 50.5mm et une autre ailette aura un diamètre inférieur à 49.5mm.At least one of the fins of the series 8 has a diameter less than the inside diameter, at least of the tolerance, of the tube 1. Therefore, it is possible to pre-position the cage in the tube before performing the tight fitting of the other ring. If the inside diameter of the tube is for example 50mm with a tolerance of more or less 0.5 millimeter, one of the fins will have a diameter greater than 50.5mm and another fin will have a diameter less than 49.5mm.
Lorsque la cage présente deux ailettes ou plus, le diamètre des ailettes de la série 8 augmente progressivement, dans le sens d'introduction de la cage dans le tube.When the cage has two or more fins, the diameter of the series 8 fins gradually increases, in the direction of introduction of the cage into the tube.
Lors de l'enfoncement du manchon dans le tube, les ailettes 8 dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur du tube plient dans leur zone périphérique en assurant une zone de contact entre la périphérie de l'ailette et la paroi interne du tube, ce qui assure le centrage et le blocage de la cage. Ce blocage est assuré par respectivement chacune des ailettes sans qu'il y ait d'effet de compression d'air entre elles du fait de leur espacement.When the sleeve is pushed into the tube, the fins 8 whose diameter is greater than the inside diameter of the tube bend in their peripheral zone, ensuring a contact zone between the periphery of the fin and the internal wall of the tube, which ensures the centering and blocking of the cage. This blocking is provided by each of the fins, respectively, without there being any effect of air compression between them due to their spacing.
La cage de roulement présente un épaulement 9 destiné à venir en contact avec la paroi latérale 10 du tube 1. Cet épaulement permet de réaliser une butée permettant de positionner latéralement la cage dans le tube.The rolling cage has a shoulder 9 intended to come into contact with the side wall 10 of the tube 1. This shoulder makes it possible to produce a stop allowing the cage to be positioned laterally in the tube.
L'épaulement 9 est positionné du coté de l'ailette présentant le plus grand diamètre.The shoulder 9 is positioned on the side of the fin having the largest diameter.
La cage de roulement 5 peut être réalisée par usinage ou par moulage en injection. Le matériau constituant les ailettes et éventuellement la cage peut être un matériau polymère, un polyéthylene par exemple ou tout autre matériau présentant une capacité de pliage.The bearing cage 5 can be produced by machining or by injection molding. The material constituting the fins and optionally the cage can be a polymeric material, polyethylene for example or any other material having a folding capacity.
Avantageusement, comme représenté en figure 2, le manchon à ailettes 8 est en deux parties réunies par une portion retreinte 12 faisant entretoise aux logements des roulements. Advantageously, as shown in FIG. 2, the finned sleeve 8 is in two parts joined by a constricted portion 12 forming a spacer for the bearing housings.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cage de roulement pour rouleau moteur, ledit rouleau moteur étant constitué d'un tube (1) ouvert aux deux extrémités entraîné en rotation autour de deux axes fixes (3) et (4) disposés à chacune des extrémités dudit rouleau, la motorisation électrique (2) étant logée dans la cavité interne du tube, la partie fixe de la motorisation étant liée à l'un des axes fixes et l'arbre moteur transmettant son couple au tube, une cage pourvue de roulements étant introduite dans chaque extrémité du tube, les dites cages permettant le guidage en rotation du tube (1) par rapport aux axes fixes (3) et (4) qui les traversent, chacune desdites cages étant formée d'un manchon cylindrique creux pour le logement des roulements et de l'axe correspondant avec un épaulement d'arrêt, ledit manchon pénétrant dans le tube, caractérisé en ce que le manchon est doté sur sa surface cylindrique externe d'une pluralité d'ailettes (8) circulaires radiales minces espacées entre elles dont au moins une présente un diamètre supérieur au diamètre intérieur du tube (1) au maximum de la tolérance, la ou les dites ailettes ayant la capacité de plier lors de la pénétration dans le tube, ce qui permet un emmanchement serré de ladite cage de roulement dans le tube ( 1 ) et dont au moins une présente un diamètre inférieur au diamètre intérieur du tube permettant un prépositionnement de la cage dans le tube avant l'emmanchement serré de l'autre ou des autres ailettes.1. Rolling cage for motor roller, said motor roller being constituted by a tube (1) open at both ends driven in rotation about two fixed axes (3) and (4) arranged at each end of said roller, the motorization electric (2) being housed in the internal cavity of the tube, the fixed part of the motorization being linked to one of the fixed axes and the motor shaft transmitting its torque to the tube, a cage provided with bearings being inserted in each end of the tube, the said cages allowing the tube (1) to be guided in rotation relative to the fixed axes (3) and (4) which pass through them, each of the said cages being formed of a hollow cylindrical sleeve for housing the bearings and the corresponding axis with a stop shoulder, said sleeve penetrating the tube, characterized in that the sleeve is provided on its external cylindrical surface with a plurality of thin radial radial fins (8) spaced apart from one another nt at least one has a diameter greater than the inside diameter of the tube (1) at the maximum of tolerance, the said fin (s) having the capacity to bend during penetration into the tube, which allows a tight fitting of said cage bearing in the tube (1) and at least one of which has a diameter less than the inside diameter of the tube allowing pre-positioning of the cage in the tube before the tight fitting of the other or of the other fins.
2. Cage de roulement selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle présente un épaulement (9) destiné à venir en contact avec la paroi latérale (10) du tube (1), ledit épaulement étant positionné du coté de l'ailette présentant le plus grand diamètre. 2. A bearing cage according to claim 1 characterized in that it has a shoulder (9) intended to come into contact with the side wall (10) of the tube (1), said shoulder being positioned on the side of the fin having the largest diameter.
3. Cage de roulement selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le diamètre des ailettes de la série d'ailettes (8) augmente progressivement dans le sens d'introduction de la cage dans le tube. 3. Rolling cage according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the fins of the series of fins (8) gradually increases in the direction of introduction of the cage into the tube.
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