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"Cous,sinet à roulement avec organes roulants 'à élasticité radiale ou diamétrale". :
On sait que; pour éviter le frottement de glissement dans le glissement entre deux surfaces rapprochées, on a recours à l'in- terposition de billes.,rouleaux,etc.. qui, par leur.roulement,en- gendrent un frottement de roulement.
C'est sur ce principe que sont basés les coussinets à billes, à rouleaux, etc. ; Naturellement , l'interposition des organes de rou- lement réduit'l'aire de contact des surfaces en des zones qui, théoriquement,devraient être des points. ou-des lignes-concentrant la charge et tendant à opérer sur ces points ou sur ces lignes les tassements élasti.ques ou permanents exigés .par l'agencement pour l'équilibre entre les forces et les résistances en cause. De telles manifestations sont encore plus accentuées lorsque les surfaces sont-assujetties à une brusque charge dynamique, c'est- à-dire à un choc.
Tout organe de roulement,rouleau ou bille,etc...,serré entre deux'surfaces,pour aussi grande que soit la.précision .des partmes rapprochées, donne lieu,au cours du rbùlement, à des chocs et, plus
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précisément,à des vibrations ou à des chocs aussi nombreux que les imperfections des surfaces ou des valeurs diamétrales en con- tact, ou des séquences correspondantes.
Il s'ensuit que tout organe de roulement(rouleau,bille,etf..) rigide interposé entre deux surfaces ne peut être exempt des in- convénients précités,
Pour éviter certains de ces inconvénients, on a réalisé des rouleaux à spirale permettant au coussinet et aux surfaces rap- prochées et en cause,de mieux supporter les chocs,mais, comme le tassement élastique ne peut se produire dans le sens diamétral, mais seulement suivant la disposition de la section résistante du matériau, c'est-à-dire en spirale, il en résulte des glissements aux points de contact et des déformations longitudinales avec leurs conséquences, aggravées pa¯r la discontinuité de la surfa- ce et des sections résistantes.
L'invention a pour objet un coussinet à roulement avec rou- leaux,billes ou similaires, à élasticité radiale ou diamétrale, dans lequel cette élasticité est réalisée en prévoyant les élénebx roulants réalisés de façon que leurs.masses intérieures résistan- tes et réagissantes aux efforts superficiels soient plus petites que celles géométriquement délimitées par les dimensions de leurs surfaces de -roulement; par exemple, des organes roulants de ce genre peuvent comporter des évidements concentriques aux surfa- ces de roulement, ces évidements pouvant être laissés vides ou bien remplis entièrement ou partiellement par un autre matériau.
L'invention a, en outre, pour objet des; organes roulants pour coussinets à roulements correspondant'à la définition pré- citée. Cé nouveau système est propre à satisfaire les exigences résultant de ce qui vient d'être exposé.
En effet, en interposant, entre deux surfaces rapprochées, propres au glissement des organes de roulement, rouleaux, billes .'etc..,comportant les caractéristiques et constitués de matières propres à permettre le 'tassement élastique'.radial ou diamétral éventuel,l'ensemble du dispositif se trouve à même d'éliminer ou
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d'absorber les chocs,et lés vibrations engendrées par les dif- férences des valeurs radiales ou diamétrales, et les imperfections des surfaces en contact,aussi bien des organes de roulement, rou- leaux,billes,etc... que des anneaux,des 'tourillons'des arbres ou des fusées,etc. ou des logements constituant le coussinet portant, celui-ci étant soit une unité indépendante ou.
incorporée,soit'un seul bloc avec ou dans un système quelconque. En outre', les sur- faces portantes en contact réagissent au choc en .'en'reportant la valeur sur les organes de roulement,rouleaux,billes,etc., lesquels par suite de leur propriété d'élasticité radiale pu,diamétrale, subissent un tassement élastique augmentant les valeurs de surfa ce de contacta et ce conformément à l'agencement pour l'équilibre entre les forces et. les résistances en c ause.
, L'élasticité des dispositifs de roulement augmente les, sur- faces de contact,lesquelles, au lieu de simples points'ou lignes qu'elles devraient être en théorie, assument des valeurs voulues et consistantes leur permettant de supporter plus rationnellement les valeurs de .charge ainsi que 1'interposition de la pellicule de lubrifiant évitant le 'contact direct entre'les parties et constituant un matelas amortisseur.
L'accroissement de la valeur des surfaces de cont,act précitées identifie lé frottement de roulement à celui d'une bande continue ou d'un anneau roulant sur une surface sur laquelle il s'applique - et de laquelle il se sépare, contrairement à ce qui'se produit ;r. avec les organes de roulement, rouleaux,billes,etc.. prmvés d'é- lastivité radiale ou diamétrale dont le frottement de. roulement est''comparable à celui d'une roue roulant, sur ou contre une sur- face.
Même un usinage plus soigné ne peut,'atteindre que, des préci- smons relatives, telle étant, dans la pratique, la perfection de mesure des surfaces et de toutes formes géométriques.
; Toute surface obtenue par usinage présente des variations que l'on peut définir ainse: négatives les rentrantes et positives celles dépassant la génératrice théorique...
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En interposant des organes de roulement entre des surfaces rapprochées, propres au glissement, pour que puisse se réaliser le roulement des organes prévus à cet effet, il faut que la valeur de la distance entre les surfaces soit fixée par les valeurs dia- métrales des.organes roulants rigides,comportant les variations précitées.
Pour aussi faibles que soient les valeurs des différences de mesure des parties rapprochées, il e'st évident que, si les organes roulants sont rigides, les surfaces portantes ne peuvent être également sollicitées. Ensuite, au cours du roulemont, les posi- tions de contact changent et, entre les surfaces, interviennent .'des variations positives et négatives qui modifient les valeurs de'distance entre ces surfaces. La variation des valeurs de dis- tance entre les surfaces modifie par suite les valeurs de sollici- tation de celles-ci,qui peuvent être définies comme étant des va- leurs de sollicitation dynamique.
Les organes de roulement à élas- ticité radiale ou diamétrale absorbent ces sollicitations(un exem- ple incontestable en est fourni par les pneus des véhicules) con- trairement à ceux rigides,lesqupls, au contraire, réagissent à ces sollicitations qui se répercutent dans l'ensemble du système en y ,provoquant des altérations et des déséquilibres.
Les valeurs de sollicitations des surfacer portantes sont éga- lement modifiées par les dilatations et contractions thermiques et dans ce cas aussi, est évidente la plus grande aptitude des orga- nes de roulement élastiques. Le fait de proportionner convenable- ment la voulu me et les sections résistantes ou réagissantes de la masse par rapport aux surfaces portantes, confère à l'organe rou- lant un comportement qui, peut se comparer à celui d'une soupape de sûreté. En effet, si l'on soumet, à un organe convenablement prévu dans la masse et dans les sections réagissantès, les surfaces por- tantes, il se produit, à la charge limite de l'une de celle-ci, le tassement apte à répartir la tâche de support de la charge entre les autres organes roulants dont est pourvu le système.
Le fait.de proportionner et de distribuer convenablement la ma
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'tière dans la masse,permet de contenir,dans dés données plus fai- ' blés,les valeurs des sollicitations de la'force centrifuge et gy- r.oscopique,conférant ainsi à l'organe de roulement, élastique en question des capacités supérieures qui, en liaison avec le roule- ment et l'adhérence meilleurs déterminent un roulement plus équi- libré,ce qui est la condition indispensable pour atteindre les plus grandes vitesses.
Les dessins ci-annexés srepésentent, seulement attitré d'éxem- ple et sous forme absolument schématique,,quelques modes de réali- sation'de l'invention pour l'un des coussinets à roulement usuels: les figs.1,2,3 illustrent trois réalisations de, coussinets -suivant l'invention; les figs.4 à 8 montrent quelques exemples de corps roulants; ' les figs.9 et 10 montrent le comportement d'un rouleau sui- vant l'invention respectivement avec et sans tassement élastique; les figs.ll à 22 illustrent d'autres réalisations d'organes roulants suivant l'invention; les figs. 23 à 28 montrent'schématiquement la façon de se com- porter de quelques,organes roulants.
Selon la fig.l, le coussinet est formé-de deux anneaux 2 et 3 enfermant les organes de roulement 4, sur la fig.2' c'est le touril
Ion oe fusée, désigné par l,qui avec l'anneau ou' bague 2 enferme les organes' de roulement 4.,l'anneau 3, dont 'la précision d'usina- ge,n'est plus exigée,étant supprimé;sur la-fig.3, letourillon ou fusée 1 enferme, en combinaison avec une surface appartenant à un quelconque.'-système ou ensemble désigné der 2', les organes de, roulement,.l'anneau extérieur de précision étant'alors également supprimé.
Les organes de roulement peuvent être constituéspar des rou- leaux tubulaires (fig.4) ou bien être des rouleaux formés par des éléments-tubulaires superposés(fig.5).Les rouleaux peuvent ' avoir aussi la forme représentée sur la fig. 6 ou bien encore être formés par une bande extérieure 5 et un noyau de réaction élasti- que 6 (fig.7).
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Un détail schématique d'organe de roulement en forme de bille creuse est représenté sur la fig.8.
Sur la fig.10, comparée à la fig.9, on voit comment d'opère le tassement élastique déterminant l'accroissement de la zône de contact ou d'adhérence aux 'surfaces.
La fig.II montre un organe de roulement comportant un évide- ment central 7 autout duquel sont répartis d'autres évidements 8.
Sur la fig.12, les évidements 9 et 10 sont de formes diffé- rentes.
La fig.13 représente un évidement excentrique,tandis que, sur la fig.14, à l'intérieur d.e l'orgahe roulant 12 est interposé un organe II en matière propre à limiter le tassement.
La fig.15 montre un organe roulant découpé dans une plaque pliée avec les deux bouts d'approchement'se terminant par une li- gne brisée 13 dans le but d'obtenir la continuité des surfaces au cours du roulement.
Sur la fig.16, l'organe roulant 15 comporte un renforcement interposé 14.
La fig.17 montre uh mode de réalisation avec des évidements formant des nervures.
Sur la fig.18, les deux évidements 16 et 17 sont divisés par une cloison 18.
Sur la fig.19, l'organe roulant 19 comporte un évidement tron- , conique 20,tandis que, sur la fig.20, l'organe 22 présente un évidement 21 muni d'un renforcement ou nervure désigné par 23.
Sur la fig.21, les évidements 25 et 26 de l'organe roulant 24 sont sensiblement hémi-spéériques.
Sur la fig.22 l'évidement central est entouré par deux autres évidements 27,tandis que la fig. 25 montre un exemple d'un autre organe roulant comportant différents évidements,cet organe étant particulièrement apte à épouser la forme des surfaces rapprochées.
La fig.23 montre la facilité,pour l'organe de roulement 29, d'épouser ou d'adhzrer, au cours du roulement, 'à la'surf ace 30 fai 'risant vis-à-vis à la surface 28.
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La fig.24 montre-l'interposition, entre deux surfaces,des or- ganes roulants creux 31 intercalés avec d'autres organes roulants d'un autre genre 32.
La fig.26 montre les surfaces 33 et 34 avec interposition de l'organe roulant 37 ;on y voit les variations positives 39 et néga- tives 40 par rapport aux génératrices théoriques 35,36,38.
La fig.27 montre un.organe roulant comportant trois valeurs diamétrales et, sur cette figure, est visiblé'le comportement de l'organe au cours du roulement, parapport aux ..surf aces entre les- quelles il est interposé.
Dans la position 41, le diamètre moyen B adhère aux surfaces 44 et 45; dans la position 42 le diamètre inférieur A n'adhère pas; dans la position 43 le plus grand diamètre C tend au contraire à pénétrer dans les surfaces.
Sur la fig.28,un organe roulant évidé 46 de diamètre mayen est interposé entre les surfaces 50 et 51 suivi d'un autre organe de diamètre plus petit 47,suivi, à son tour,.d'un organe de diamètre plus grand 48. Dans les trois cas,46,47,48 est visible le compor- tement d'adhérence aux surfaces 50 et 51,bien qu'il existe des iné- galités dans les valeurs.diamétrales.