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" Perfectionnements au montage de paliers à billes ou à rouleaux ".
La présente invention est relative à des perfectionne- mente au montage de paliers à billes ou à rouleaux et consti- tue un perfectionnement ou un développement de l'invention décrite dans la demande de brevet anglais déposée le 3 avril 1947 nous le n 9073/47.
Comme décrit dans cette demande de brevet, un palier à billes ou à rouleaux est monté dans une enveloppe rigide par l'intermédiaire d'un coussinet en deux parties en caoutchouc ou en matière élastique similaire, qui entoure le dit palier et qui s'adapte parfaitement dans un évidement
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correspondant ménagé dans la dite enveloppe, de sorte que/ chemin de roulement extérieur du palier est serré élastiquement de telle manière que, tout en étant empê- ché de tourner , ledit palier constitue dans son ensem- ble un palier du type à alignement automatique . Le coussi- net, formé de deux moitiés identiques/est de forme annulai- re, de même que l'évidement de l'enveloppe, dans lequel ce coussinet est logé .
En section transversale ledit évi- dement est de forme arquée ou en V, de sorte que lorsqu'il a été introduit dans celui-ci, le coussinet tend à être comprimé vers l'intérieur ou contracté de façon à exercer à tout moment une action élastique de serrage sur le che- min de roulement extérieur susdit du palier. Dans une forme de réalisation préférée, l'évidement ménagé dans l'enveloppe est de forme annulaire et sa section transver- sale est partiellement sphérique de manière à s'adapter à la périphérie de forme correspondante du coussinet.
Le coussinet peut être divisé en deux parties sui- vant un plan parallèle ou perpendiculaire à son axe .
L'enveloppe peut être en une pièce ou constituée de deux parties comme le coussinet. Dans ce dernier cas, on pré- voira un mode de fixation par boulons ou autre pour joindre les deux moitiés après l'introduction du coussi- net entourant le palier dans l'évidement correspondant de l'enveloppe.
Suivant une variante de cette forme de réalisation connue/l'évidement annulaire intérieur ménagé dans le coussinet en caoutchouc ou en matière similaire-entourant est le chemin de roulement extérieur du palier/ garni complè- tement ou partiellement au moyen d'une matière rigide telle que du métal.
On a constaté que ces formes de réalisation décrites dans la demande de brevet anglais n 9073/47,bien que
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convenant pour des paliers, auxquels sont appliquées des charges légères et moyennes, ne conviennent par pour des paliers soumis à des fortes charges, telles que celles supportées par les paliers des essieux de matériel rou- lant de chemin de fer ou les paliers des machines lourdes.
Une des raisons de cette défectuosité réside dans le fait que le caoutchouc et les matières similaires, dont le couss net est constitué, tendent à "couler" ou à être déplacées latéralement lorsqu'ils sont soumis à de lourdes charges, e déplacement latéral donnant lieu à un alignement défec- tueux de l'arbre ou autre organe qui tourillonne dans le palier.
En outre, dans le cas de lourdes charges, une usure se produit à la surface extérieure du coussinet en caoutchouc ou en matière similaire qui s'ada pte dans l'évidement correspondant de l'enveloppe rigide du palier, cet particulièrement lorsque la section transversale de/ éviest ' dement/de forme partiellement sphérique de manière à confé rer pleinement au palier l'aptitude à l'alignement auto- matique . Les perfectionnements qui seront décrits à présent dans le présent mémoire ont pour but d'obvier à ces inconvénients.
Suivant la présente invention, un palier ou disposi- tif équivalent du type spécifié ci-dessus est caractérisé en ce que le coussinet élastique en caoutchouc ou en matiè- re similaire.tout en étant pourvu intérieurement d'une garniture en matière rigide, est complètement ou partiel- lement enfermé, en ce qui concerne ses surfaces extérieu- res, dans un boîtier rigide et spécial, dont la forme extérieure est telle que le bottier s'adapte dans l'évi- dement annulaire correspondant ménagé dans l'enveloppe rigide du paplier, de sorte qu'un"écoulement" excessif de la matière constitutive du coussinet est empêché et que les surfaces extérieures de celui-ci sont immunisées contre une usure rapide ou excessive.
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La construction est telle que le coussinet est inséré entre la garniture rigide intérieure et le boîtier rigide extérieur, garniture et boîtier qui ne sont pas directe- ment reliés l'un à l'autre . Le boîtier rigide extérieur et la garniture rigide intérieure sont, de préférence, divisés en deux moitiés pour faciliter l'assemblage des diverses parties du palier et pour permettre la compression axiale voulue pour le serrage du chemin de roulement exté- rieur du palier à billes ou à rouleaux. La garniture inté- ou rieure et/ le boitier extérieur est ou sont , de préférence, aussi reliés en permanence au coussinet de manière connue .
La garniture intérieure et le boîtier extérieur sont, de préférence, constitués chacun de deux moitiés suivant un plan perpendiculaire à l'axe du palier, de telle sorte que ces deux moitiés sont .en forme d'anneau creux. La garniture et le boîtier susdits peuvent aussi être divisés suivant un plan diamétral.
Suivant une forme de réalisation préférée de palier ou de tourillon suivant la présente invention, les surfaces périphériques extérieures des deux moitiés du boîtier extérieur sont, en section transversale, de forme partiellement sphérique, et ces surfaces sont agencées de manière à s'adapter étroitement dans un évidement inté- rieur, de forme correspondante, ménagé dans l'enveloppe du palier, de telle sorte qu'un mouvement de glissement entre ces surfaces et la surface dudit évidement corres- pondant est possible, en sorte que le palier est à alignement tout-à-fait automatique .
Lorsque les deux moitiés opposées de la garniture intérieure et les deux moitiés opposées du boîtier extérieur sont jointes au coussinet en caoutchouc, des espaces sont laissés entre leurs bords opposés interjette! et leurs bords extérieurs ,ou permettre une compression préalable du caoutchouc
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ou de la matière élastique similaire du coussinet et pour permettre un serrage élastique du chemin de roule ment extérieur du palier* Cette construction permet également un certain degré réduit d'écoulement de la matière constitutive du coussinet, lorsque celui-ci est en charge, de manière à réaliser un montage élastique paur l'arbre tourillonnant dans le palier.
Les moitiés de la garniture intérieure et les moit du bottier extérieur sont pourvues, sur leurs coéés extérieurs, de flasques dirigés vers l'intérieur, de telle manière qu'on section transversale le coussinet a sensiblement la forme d'un U. Les deux moitiés de la garniture intérieure et les deux moitiés du boîtier exte rieur sont, de préférence, en métal..
Dans les cas où on désire disposer '''un palier ou un tourillon fixe dont l'alignement ne se fait pas tout à fait automatiquement, on prévoit des dispositifs de fixation, tels que ceux connus sous le nom de colliers (en anglais "circlips") qu'on introduit dans des gorges appropriées ménagées dans l'enveloppe du palier de chaque coté et au contact des surfaces extérieures des flasques des deux parties du boîtier extérieur , de façon à empêcher tout mouvement oscillant relatif de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux , par rapport à l'évidement partiellement sphérique ménagé dans son enveloppe .
L'enveloppe du palier peut aussi être divisée en deux moitiés suivant le même plan que les moitiés du' boîtier extérieur et on peut, en fixant les dites moitiés l'une à l'autre au moyen de boulons ou d'organes de serrage appropriés, communiquer une action de compression ou de serrage aux moitiés du boi- tier extérieur dans le but spécifié ci-dessus.
Suivant une autre particularité de la présente in-
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invention, on a prévu des moyens pour appliquer une pres- sion de compression axiale, plus intense d'un cote du couss net que du coté diamétralement opposé, de manière à provo- quer ainsi le déplacement du palier à billes ou à rouleaux dans une direction perpendiculaire à son axe, ceci afin de régler l'alignement d'un arbre ou autre organe tourillonnant dans le palier ou afin de contrecarrer ce déplacement du palier* Il est évident que la moitié inférieure du coussinet est, en général, soumise à une pression notablement plus grande que la moitié supérieure.
Il en résulte que dans certains cas l'axe de l'arbre ou organe similaire tend à se déplacer vers.le bas.
En accroissant la pression de compression axiale s'exerçant sur la moitié inférieure du coussinet, on fait "couler" le caoutchouc ou la matière élastique simi- laire du coussinet en dessous du côté inférieur du chemin de roulement extérieur du palier'à billes ou à rouleaux et on fait ainsi s'élever le palier dans son ensemble, ce qui permet de corriger ou de compenser, jusqu'à un certain degré, tout léger écart de l'alignement de l'axe dû à l'élasticité de la matière constitutive du coussinet.
Suivant une méthode pour atteindre cet objectif, on dispose des vis de réglage ou des organes similaires passant par des trous taraudés ménagés dans une partie fixe de' l'enveloppe du palier, de façon que leurs extré- mités intérieures, en prenant appui contre les moitiés du boîtier extérieur, soient agencées pour provoquer un mouvement d'inclinaison vers l'intérieur de celui-ci, ce qui augmente la pression de compression s'exerçant sur le coussinet inséré entre elles, par exemple à la base du palier.
Des évidements , épaulements ou dispositions appropriées similaires sont prévus sur les moitiés du
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Suivant une autre méthode pour obtenir une compression différentielle du coussinet, les extrémités intérieures des vis de réglage pu dispositifs équivalents susdits sont agencées pour s'engager dans des évidementsjménagés dans une bague de pression introduite dans un évidement annulaire à l'extérieur de chacune des moitiés du boîtier extérieur.
Ces bagues de pression, qui peuvent tourner dans ces évide- ments, permettent un mouvement rotatif de cheminement de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux, en sorte qu'une usure uniforme des surfaces d'appui peut se produire.
Suivant une autre particularité de la présente inven- tion, une moitié du coussinet est en caoutchouc ou en matière similaire plus dur que l'autre moitié et cette moitié plus dure est disposée de manière à supporter la pression d'appui du palier.Dans la disposition usuelle,la moitié inférieure du coussinet sera en matière plus dure que l'autre moitié. Dans cette forme de construction mentionnée en dernier lieu, des bossages ou saillies similaires prévues à la périphérie extérieure du coussinet sont disposées de manière à s'engager dans des évidements correspondants prévus dans l'évidement annulaire de l'en- veloppe du palier, de manière à empêcher tout mouvement rotatif de cheminement du coussinet dans son ensemble.
Pour comprendre plus clairement la présente invention et plus aisément la mettre en pratique, on se référera à présent aux dessins ci-annexés où les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Dans ces dessins : la figure 1 est une vue isométrique dissociée d'un palier d'essieu construit suivant la présente invention ; la figure 2 est une coupe transversale verticale du palier d'essieu assemblé, montré à la figure 1;
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les figures 3 et 4 sont des coupes transversales verticales de variantes de paliers d'essieu.. à alignement automatique construite suivant la présente invention ; les figures 5, 6, 7, 8 et 9 sont des coupes transver- sales verticales de formes de réalisation modifiées de paliers d'essieu-- à alignement non automatique, construites suivant la présente invention ;
etles figures 10 et 11 sont des coupes transversales verticales d'un essieu et de roues de bogie léger de chemin de fer montrant deux méthodes d'application du palier montré aux figures 1 et 2.
Aux figures 1 et 2 des dessins ci-annexés , l'envelop- pe du palier, désignée par la notation de référence 1, présente une surface intérieure partiellement sphérique
2. Le palier, comme tous les paliers illustrés sur les dessins ci-annexés, doit servir comme palier d'essieu pour matériel roulant de chemin de fer léger et présente, par conséquent, à sa partie supérieure, un flasque de fixa- tion 3, qui permet de fixer le palier au châssis d'un bogie ou dispositif similaire .
Le coussinet élastique annulaire comprend deux parties correspondantes 4 et 5, dont les faces en contact mutuel 6 sont parallèles à l'axe du coussinet La surface extérieure des parties correspondantes 4 et 5 du coussinet élastique est partiellement entourée par une paire de boîtiers annulaires 7.
Les surfaces extérieures des parties correspondantes 4 et 5 du coussinet élastique, et la surface intérieure 8 des parties du bottier annu- laire 7 sont de forme correspondante, de telle sorte que la surface extérieure non recouverte 9 des parties 4 et 5 du coussinet et la surface courbe extérieure 8 du boîtier 7 forment une surface continue partiellement
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sont pourvus de bossagesll s'étendant vers l'extérieur, qui sont disposes de manière à s'engager dans des évide- ments correspondants 12 prévus dans l'évidement annulaire partiellement sphérique de l'enveloppe 1.
Dans la forme de réalisation particulière montrée aux Fige. 1 et 2, le palier à billes ou à rouleaux 13 est agencé pour être placé dans la gorge annulaire 14 des éléments 4 et 5 constituant le coussinet . La gorge annulaire 14 de l'élément de coussinet 4, qui est soumise à la pression maximum, est d'une profondeur inférieure gorge à celle de la @ annulaire 14 de la partie inférieure 5 du coussinet , de telle sorte que, lorsque le coussinet est assemblé, l'axe 15 de l'essieu ou arbre tourillonnant dans le palier ne coïncide pas avec l'axe 16 de l'enve- loppe du palier (voir Fig. 2).
Ces deux parties de la gor- ge annulaire 14 des éléments 4 et 5 du coussinet , lorsque le coussinet est assemble, sont dans le prolonge- ment l'une de l'autre et forment une gorge a nnulaire con- tinue et lisse , apte à recevoir le chemin de roulement ou un boîtier intérieur métallique, qui, à son tour, entoure le chemin de roulement extérieur du palier.
Pour introduire les parties 4 et 5. du coussinet élas- tique, avec les boîtiers extérieurs associés 7, le chemin de roulement 13 et le boîtier intérieur (si on le désire) dans l'enveloppe , on assemble d'abord toutes ces parties les unes aux autres et on les introduit dans l'enveloppe perpendiculairement à leur position finale.
Après untroduction des parties du coussinet et des élé- ments y associées dans l'enveloppe, on leur communique une rotation de 90- ,de sorte que les surfaces correspon- dantes partiellement sphériques 9. 10 et 2 sont en contact l'une avec l'autre *-Les encoches 18 ménagées dans un côté de l'enveloppe 1 permettent l'introduction initiale
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des parties assemblées 4 et 5 du coussinet et du bottier extérieur 7. Le boîtier 7, l'enveloppe 1 et le chemin de roulement 13 entourent presque complètement le coussi- net élastique 4, 5 et empêchent ainsi un "écoulement" excessif de celui-ci, lorsqu'il est soumis à une pression.
Le palier illustré à la Fig. 3 est de construction pratiquement identique à celle du palier montré aux figs. let 2, si ce n'est que les parties 7a du boîtier sont pourvues de lèvres annulaires dirigées vers l'inté- rieur 17, qui entourent les surfaces annulaires dirigées vers l'intérieur du coussinet 19, de façon à empêcher l'écoulement* 'excessif de celui-ci dans la direction de l'essieu ou de l'arbre . Le palier montre à la fig. 3 est pourvu d'un coussinet élastique 19, divisé suivant un palier diamétral. Ce coussinet 19 est pratiquement similaire au coussinet 4, 5 mais présente une -,orge pour abriter le chemin de roulement du palier, laquelle gorge a la même profondeur égaie dans les deux parties du cous- sinet 19.
Le coussinet 19 est également pourvu de garni- tures métalliques intérieures 20, contenant le chemin de roulement. Les dites garnitures 20 sont divisées suivant un plan perpendiculaire à leur axe . Une'autre particulari- té de la variante de palier montrée à la fig. 3 consiste en ce que l'élément d'espacement 21 agit entre ces bords circonférentiels dirigés vers l'intérieur des boîtiers
7a. Cet élément d'espacement 21 est logé dans un évide- ment transversal ménagé dans la surface partiellement sphérique 9 du coussinet 19 et empêche que les bottiers
7a ne se meuvent l'un vers l'autre.
L'élément d'espace- ment 21 est logé dans la partie du coussinet 19, qui est soumise à la pression la moins forte exercée par la charge, de telle sorte que l'action de séparation du boîtier 7a due à l'"écoulement" ou l'extension de
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l'autre partie du coussinet élastique 19, sous l'effet de la charge, est empêchée.
Si on le désire, l'élément d'espacement 21 ptut être relié au coussinet élastique 19 de toute manière appro- priée , et on peut aisément employer plus d'un élément d'espacement 21, si on le désire . L'élément d'espacement 21 peut évidemment être aussi incorporé dans les paliers montrés aux figs. 1 et 2.
La fig. 4 montre un palier pratiquement similaire au palier montré à la fig. 3, mais comportant un coussinet élastique 22, qui est divisé suivant un plan central per- pendiculairement à l'axe du palier . Les bords en contact l'un avec l'autre des deux moitiés 20 des garnitures inté- rieures pour le chemin de roulement sont légèrement écartés l'un de l'autre pour permettre une compression axiale pour le serrage du chemin de roulement extérieur du palier à billes ou à rouleaux. Le palier peut également être pourvu d'un ou de plusieurs éléments d'espacement ou de séparation 21, afin de maintenir les faces opposées du boîtier extérieur pratiquement parallèles l'une à l'autre malgré leur tendance à se déplacer en raison de 1' "écoule- ment" de la matière élastique du coussinet, lorsque cette matière est soumise à une charge.
Tous les paliers illustrés et décrits en référence aux figs. 1, 2, 3 et 4 sont des paliers à alignement automa- tique . Les figs. 5, 6, 7, 8 et 9 illustrent des paliers qui ne sont pas des paliers à alignement automatique. Il est toutefois à noter que l'alignement des paliers montres aux figs. 5, 8 et 9 peut aisément être réglé.
A la fig. 5, les boîtiers extérieurs 7b sont agencés de manière à recouvrir/presque entièrement la surface dis- posée vers l'extérieur des coussinets élastiques 22. Les bords des boîtiers 7bsont toutefois situés à une certaine
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distance l'un de l'autre et sont agencés pour recevoir des vis à pointe conique 23, prévues dans l'enveloppe du palier de sorte que l'inclinaison vers l'intérieur des cotés du boîtier situés du coté diamétralement opposé à la direction d'application de la charge est empêchée.
En plus des dites vis 23, on peut prévoir des boulons axiaux 24, de façon à disposer les boîtiers 7b parallèle- ment l'un à l'autre . Dans cette forme de réalisation, les vis 23 centrent simplement le coussinet et le palier à rouleaux à l'intérieur de l'enveloppe 1. On peut toute- fois ne pas se servir des vis 23 si on désire avoir un palier à alignement automatique, auquel cas les boulons 24 empêchent l'extension ou l'écoulement des coussinets 22 et l'inclinaison indépendante des boîtiers 7b.
La fig. 6 montre une forme modifiée de réalisation d'un palier comportant également des boulons axiaux 24 pour empêcher l'inclinaison des boîtiers 7b l'un par rap- port à l'autre . La modification réside dans le fait qu'on a prévu au moins une'plaque 25, qui prend appui contre une des faces extérieures de l'enveloppe, afin de loger le coussinet ou le palier à rouleaux de façon qu'il n'y ait pas alignement automatique. Une simple pla- que permettrait une inclinaison du coussinet et des par- ties y associées dans la direction de la flèche A, mais ai on fixe la dite plaque 25 à l'enveloppe, un tel mouve- ment est empêché . Une plaque 25 peut encore être prévue sur le c8té diamétralement opposé de l'enveloppe .
Si on .prévoit plus d'un boulon 24 (comme montré en traita in- terrompus à la partie inférieure de la fig. 6), une des plaques 25 au moins ne peut être fixée à l'enveloppe du même coté du palier, car le mouvement tournant de l'ensem- ble du coussinet vers la position de repos serait ainsi gêné.
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La fig. 7 illustre une variante de palier dans laquelle le coussinet élastique et le boîtier 7.sont placés entre des colliers (en anglais "circlips") 26, après l'inclinaison de l'ensemble du coussinet dans sa position de service dans l'enveloppe la . Les colliers 26 sont engagés dans des gorges annulaires 27 prévues à la surface intérieure de l'enveloppe, au voisinage des extrémités de celle-ci . Ces colliers retiennent ltensem- ble de palier dans sa position de service.
La fig. 8 illustre un palier dont l'enveloppe con- ointe en deux parties 28 et 29, qui sont fixées l'une à l'autre au moyen de boulons 30. Chaque partie 28 et 29 de l'enveloppe du palier est pourvue extérieurement d'un flasque dirigé vers l'intérieur 31 et pourvu de trous taraudés dans lesquels sont logés des vis de réglage 32. Les extrémités intérieures des vis 32 sont en prise avec la face dirigée vers l'extérieur des parties 7 du boîtier et sont agencées pour entraîner le mouvement d'inclinaison de l'ensemble du coussinet de manière à provoquer l'alignement du palier à rouleaux et également à augmenter la pression de compression exercée sur la matière des coussinets insérée entre les dites parties de boîtier 7.
Si on le désire, les vis 32 peuvent être placés obliquement afin d'être disposées pratiquement tangentiellement à l'action d'inclinaison de l'ensem- ble du coussinet.
A la Fig. 9, qui illustre une variante d'un palier pratiquement similaire àpelui qu'illustre la fig. 8, on a prévu des vis de réglage 32a qui sont placées oblique- ment par rapport à la face des parties 28a et 29a de l'en veloppe . Ces vis 32a sont agencées pour s'engager dans des évidements annulaires 35 prévus dans des bagues de pression 33 tour/sont introduites dans des
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évidements annulaires prévue dans chacun des boîtiers extérieurs des coussinets 7d. Les dites bagues de pression 33 peuvent tourne r dans les évidements 34 afinde permet- de cheminement tre le mouvement rotatif @ de l'ensemble du palier à billes ou à rouleaux , ce qui permet ainsi une usure uniforme des surfaces portantes.
A la fig. 10, le palier montré aux figs. 1 et 2 est appliqué à un essieu de bogie léger de chemin de fer.
Les joints 36 consistent avantageusement en une rondelle de feute et une rondelle en caoutchouc ou en matière élas- tique identique enfermées dans un boîtier métallique annulaire. Les joints 36 frottent l'un contre l'autre et sont en contact avec un collier 37 ou un organe similai- re soudé à l'essieu ou arbre 49. Les joints 36a logés entre le palier et la roue 38 sont similaires aux joints 36.
La roue 38 est pourvue d'une cavité annulaire 39 dans son moyeu,laquelle est agencée pour servir de réservoir de graisse .Le dit réservoir 39 est relié par des conduits 41 au palier pour transférer le lubrifiant. Le réservoir 39 est agencé pour être rempli par un manchon de graissage 42 ou un dispositif similaire.
A la fig. 11 le palier est place à l'extérieur de la roue 43 et est pourvu d'une plaque formant couvercle 44, qui est fixée. au moyen de vis ou dispositifs similai- res, aux parties extérieures 7 du boîtier,de manière à former une fermeture pour le palier. Cette plaque 44 est pourvue d'un manchon de graissage 45 qui permet d'intro- duire le lubrifiant dans le palier. Le moyeu 46 de la roue 43 est également pourvu d'un réservoir de graisse annulaire 39 qui communique avec le palier au moyen
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d'un conduit ou dispositif %7 # /similaire/dans l'essieu 49.