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"ROULEMENT A BILLES POUR LE SUPPORT D'ARBRES SUSCEPTIBLES DE FLECHIR ET LES APPLICATIONS ANALOGUES".
Cette invention a trait aux roulements à billes destinés à supporter des arbres sujets à s'infléchir en service. L'objet principal de l'invention est d'assurer un contact linéaire des galets du roulement d'un bout à l'autre de leur longueur à la fois avec le chemin interne et le chemin externe lorsque l'arbre est soumis à une char- ge suffisante pour provoquer sa flexion.
L'invention consis- te principalement à constituer les éléments du roulement de telle sorte que, lorsque ses chemins interne et externe sont en alignement axial exact et que les galets sont en
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contact sur toute leur longueur avec un des chemins, ils ne sont en contact avec l'autre chemin qu'à leurs extrémités et font avec ledit chemin un angle de dégagement tel que, lorsque les axes sont légèrement inclinés, celui des galets qui est en charge à l'instant envisagé est en contact sur toute sa longueur à la fois avec le chemin interne et le chemin externe. L'invention consiste aussi dans la construo- ' tion et la disposition de pièces qui seront décrites ci- après.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe longitudinale verticale d'une construction d'essieu de wagon établie suivant l'in- vention. L'essieu ou arbre rotatif est représenté en éléva- tion sous forme d'un organe horizontal rectiligne, ainsi qu'il l'est réellement quand le wagon est vide, et le galet supérieur de chaque roulement est en contact avec le cône ou chemin interne sur toute sa longueur mais ne touche la cuvette ou chemin externe qu'à l'une de ses extrémités.
Fig. 2 est un détail en coupe à plus grande échel- le de la partie supérieure d'un des roulements, avant l'ap- plication de la charge.
Fig. 3 est une vue analogue à fig. 1 et représente l'essieu légèrement infléchi ou recourbé vers le bas, comme il l'est lorsque le wagon est complètement chargé, le galet supérieur de chaque roulement étant en contact linéai- re à la fois avec la cuvette et avec le cône.
Fig. 4 est un détail en coupe à plus grande échelle de la partie supérieure d'un des roulements, ce roulement étant représenté après que la charge a été appli- quée.
Fig. 5 est un détail en coupe à plus grande échel- le de la cuvette ou chemin externe d'un roulement à galets coniques et représente en pointillé la façon dont ltincli-
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naison de la surface interne de cette cuvette peut être mo- difiée pour assurer l'angle de dégagement désiré.
Fig. 6 est une vue en élévation latérale à plus grande échelle d'un des galets coniques d'un roulement nor- mal de ce genre et représente en pointillé la façon dont on peut modifier l'inclinaison du galet.pour obtenir l'angle de dégagement désiré.
Fig. 7 est un détail en coupe à plus grande échel- le du cône ou chemin interne d'un roulement à galets coniques normal de ce genre et représente en pointillé la façon dont on peut modifier l'inclinaison de la surface externe conique du cône pour obtenir l'angle de dégagement désiré.
Les dessins représentent la partie d'un wagon de chemin de fer comprenant des roues 1 montées sur un essieu 2 qui tourne à l'intérieur d'un boîtier sur les extrémi- tés duquel sont montés les châssis latéraux 4. Entre chacune des extrémités de l'essieu et son boîtier est intercalé un roulement à galets comprenant un cône ou chemin interne 5, monté sur le tourillon de l'essieu, une cuvette ou chemin externe conique 6, monté dans les extrémités du boîtier, et une série circulaire de galets coniques 7 disposés entre les chemins, ces galets étant convenablement espacés les uns des autres par une cage convenable 8. Dans la construc- tion représentée, un anneau d'espacement 9 est monté sur chaque tourillon de l'essieu entre le cône et la roue, le rôle de cet anneau étant de maintenir le cône contre un collet 10 de l'essieu.
Le chemin externe est maintenu en position par un disque ou plaque annulaire 11 qui est fixé par des vis à tête 12 au boîtier de l'essieu.
La construction décrite jusqu'ici est bien con- nue. Toutefois, jusqu'à ce jour, les éléments du roulement étaient disposés les uns par rapport aux autres de telle
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sorte que, lorsque le wagon était vide, les galets étaient en contact linéaire sur toute leur longueur à la fois avec le chemin interne et le chemin externe.
Le poids du wagon est transmis par l'intermédiaire des châssis latéraux au boîtier de l'essieu, puis de ce boîtier, par l'intermédiaire du chemin externe, du ou des galets situés le plus haut et finalement du chemin interne à un point de l'essieu légère- ment distant vers l'intérieur du point où il est supporté par la roue de wagon.Si la charge du wagon est suffisante, elle provoquera un fléchissement de l'essieu vers le bas, et comme le chemin interne participe à la déformation de ltessieu alors que le chemin externe conserve sa position horizontale dans le boîtier, il se produit une inclinaison ou pivotement appréciable du chemin interne par rapport au chemin externe.
Leffet de ce pivotement sur la construc- tion antérieure est de supprimer le contact linéaire, avec le chemin externe, du ou des galets situés le plus haut et qui sont les plus propres à supporter une charge élevée, ce contact linéaire étant converti en un simple point de contact entre le ou les galets supérieure et le chemin ex- terne, bien qu'un contact de ce genre soit moins propre à résister à la charge qu'un contact linéaire. Comme le con- tact linéaire est ainsi converti en un point de contact sous une charge élevée, les galets et chemins s'usent rapi- dement lorsqu'ils sont utilisés sur un arbre sujet à fléchir.
Suivant la présente invention, lorsque les chemins interne 5 et externe 6 sont en alignement axial exact, les galets 7 sont en contact avec un des chemins sur toute leur longueur mais ne sont en contact avec l'autre chemin qu'à l'une de leurs extrémités (fig. 1 et 2). Lorsque la charge envisagée est appliquée et provoque le fléchissement de l'arbre ou essieu, le chemin interne 5 s'incline par rapport
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au chemin externe 6, comme on l'a dit précédemment, mais les éléments du roulement sont proportionnés de telle sorte que, dans cette position inclinée, le galet le plus haut entre en contact linéaire sur toute sa longueur à la fois avec le chemin interne et le chemin externe (fig. 3 et 4).
Comme représenté dans les fig. 5, 6 et 7, l'angle de dégagement initial nécessaire à cet effet peut être ob- tenu en modifiant l'angle de conicité soit du cône 5a, soit de la cuvette 6a,soit encore des galets 7a d'un rou- lement à galets normal dans lequel les galets sont en con- tact linéaire sur toute leur longueur avec les deux che- mins lorsque ceux-ci sont alignés axialement.
Comme on le voit dans la fige 6, on peut modifier les galets 7a du roulement normal en augmentant leur angle d'inclinaison, ce qui s'obtient soit en augmentant leur diamètre le plus grand comme indiqué par les lignes pointillées 7b,soit en di- minuant leur diamètre le plus petit, comme indiqué par les lignes pointillées 7c .A titre d'alternative, comme re- présenté dans la fig. 5, on peut créer un dégagement de ce genre en donnant à la cuvette une conicité moindre qutà la cuvette normale 6a, c'est-à-dire en augmentant le diamètre interne le plus petit de la cuvette, comme indi- qué par la ligne pointillée 6b,ou en diminuant le grand diamètre, comme indiqué par la ligne pointillée 7c.
De même, on peut obtenir le dégagement désirable en augmentant la conicité du cône ou chemin interne normal 5a de fig. 7, par exemple en rétrécissant la petite extrémité de sa portée conique, comme indiqué par la ligne pointillée 5b, ou en agrandissant la grande extrémité de cette portée, comme indiqué par la ligne pointillée 5c . Dans tous les cas, l'idée fondamentale est d'assurer le contact des ga- lets situés le plus haut à la fois avec le chemin interne et avec le chemin externe sur toute la longueur des galets
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lorsque la charge de l'essieu ou arbre provoque sa flexion.
A cet effet, il convient que l'angle de dégagement initial des galets soit sensiblement égal à l'angle dont dévie l'arbre de l'axe ou essieu en passant de la position à vide à la position en charge. Par "angle de dégagement" on entend l'angle que fait dans le plan de l'axe commun des deux chemins et dtun galet une génératrice du galet et une génératrice du chemin avec laquelle la première est en contact par une de ses extrémités seulement. '
Pour mieux résister à l'usure due au fait que le contact est limité à l'extrémité du galet dans la posi- tion de faible charge, il est préférable d'arrondir cette extrémité du galet de façon à reculer le point de con- tact d'une distance appréciable vers ltintérieur à partir , de la face extrême du galet.
Dans cette disposition, le point de contact est supporté si fermement qu'un écornement, ou fendillement ne sont pas sujets à se produire sous une faible charge. Ce point de contact est situé à l'extrémité de la portée du galet et peut être considéré comme consti- tuant l'extrémité du galet lorsqu'on définit la position et la longueur du contact.
Dans la construction d'essieu représentée, il existe deux roulements à galets placés près des deux roues respectives et dont les cônes vont en se rétrécissant vers l'extérieur. Toutefois, cette disposition ne constitue qu'un exemple typique, car il est évident que l'invention est applicable à un roulement unique et à d'autres disposi tionst De même, bien que les dessins représentent un.
@ roulement à galets coniques, on peut appliquer l'invention. aux roulements cylindriques en donnant une légère conicite @ à l'un ou l'autre des chemins ou aux galets pour créer un angle de dégagement initial sensiblement égal à l'an- gle de flexion de l'arbre, c'est-à-dire à l'angle dout le
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cône du roulement s'incline par rapport à la cuvette.