BE491913A - - Google Patents

Description

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  Cage à rouleaux pour roulements à rouleaux sphériques. 



   Le but principal de l'établissement des roulements à rouleaux sphériques à double rangée de rouleaux consiste à augmenter le pouvoir de charge du roulement et à réduire le prix de sa fabrication. On a constaté que les dispositions prises à cet effet doivent affecter non seulement les bagues du roulement, mais aussi la cage. La possibilité de réaliser une capacité de charge maxima dans les limites des dimensions prescrites, est limitée par la possibilité d'établir une cage à rouleaux ayant des qualités techniques et économiques ac- ceptables. Une bonne cage doit répondre aux conditions sui- vantes : être utilisable dans un large roulement afin d'aug- menter la capacité de charge; guider les rouleaux aussi effi- cacement que possible pendant toute la durée de service du roulement ; et retenir les rouleaux pendant l'assemblage du roulement. 



   La présente invention vise à établir une cage rem- 

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 plissant toute ces conditions et qui, de plus, est très ro- buste et sûre, tout en étant d'une fabrication économique. 



  La cage est du type à "fenêtres", c'est-à-dire qu'elle com- prend un corps annulaire pour chaque rangée de rouleaux, dans lequel on a estampé des poches fermées à la manière de fenê- tres pour les rouleaux. L'invention est principalement ca- ractérisée par le fait que les surfaces latérales des ouver- tures, en contact avec la surface de roulement du rouleau, présentent des génératrices parallèles droites qui suivent le contour du rouleau, et que ces surfaces sont tangentes à la surface de roulement du rouleau. 



   L'invention est décrite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 
La Fig. 1 est une coupe dans un plan axial d'un roulement avec une cage selon un mode d'exécution de l'in- vention. 



   La Fig. 2 est une coupe analogue d'un roulement avec une cage selon une variante de l'invention. 



   La Fig. 3 est une vue, prise dans une direction radiale, d'une partie d'une cage. 



   La Fig. 4 est une coupe d'une poche à rouleau. 



   La Fig. 5 montre à plus grande échelle une partie d'une coupe selon la ligne   V-V   de la Fig. I. 



   La Fig. 6 montre une autre variante d'une cage, dans laquelle une partie du corps de la cage est cylindrique. 



   La bague extérieure 1 du roulement selon la Fig.l est munie d'un chemin de roulement ou gorge intérieure sphé- rique 2, commune aux deux rangées de rouleaux 3a et 3b. La bague intérieure 4 présente deux chemins de roulement 5a et 5b, un pour chaque rangée de rouleaux. Un anneau de guidage libre 6 est intercalé entre les rangées de rouleaux et est centré sur la bague de roulement intérieure. La cage comprend deux corps annulaires distincts 7a et 7b, présentant des bri- des tournées vers l'intérieur, respectivement 8a et 8b, ces brides étant situées à l'extérieur, dans le sens axial, des 

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 rouleaux respectifs et étant appuyées sur des prolongements du chemin de roulement intérieur. Le corps de la cage est muni de poches qui enferment les rouleaux sur tous les côtés. 



  Comme il ressort de la Fig.   3,   une poche à rouleaux est dé- terminée par les barres transversales 9 qui séparent les po- ches les unes des autres et par les deux tronçons annulaires restants 10 et 11 du corps de la cage. 



   Chaque poche présente la même forme que le contour du rouleau. Au milieu du bord extérieur de la barre transver- sale 9 se trouve une saillie locale 12 qui sert à retenir le rouleau dans sa poche. Toutefois, le rouleau peut être inséré radialement vers l'intérieur dans la poche, avec déformation élastique des barres transversales. Après avoir été inséré dans la poche, le rouleau se trouve enfermé de toute part par les surfaces latérales de la poche, avec un faible jeu seule- ment. Les deux surfaces de chaque poche qui correspondent à la surface de roulement du rouleau sont formées, géométrique- ment parlant, par des génératrices droites 20 parallèles entre elles, tandis que le corps annulaire de la cage présen- te un diamètre tel que les faces des barres 9 sont tangentes à la surface de roulement du rouleau, comme il ressort de la Fig. 5.

   Le corps de la cage a la forme d'une zône sphérique dont le centre coincide avec celui du roulement. Le diamètre extérieur de la cage est légèrement inférieur au diamètre du bord intérieur 13 de la bague extérieure. Par suite de ces diverses dispositions, la ligne tangentielle de contact entre la surface de roulement du rouleau et la barre transversale sera située comme indiqué en 14 dans la Fig. 4. Le rouleau est donc guidé par la cage sur toute sa longueur; toutefois, comme la partie médiane de la ligne de contact présente une moindre importance pour les guidages de rouleaux, le contact n'est pas indispensable en cet endroit. 



   Comme il ressort de la Fig. 1, la partie 10 de la cage est supportée par l'anneau de guidage 6, lequel est à son tour centré sur la bague intérieure 4. La bride 8 présen-   @   

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 te une série d'encoches 15 qui permettent l'insertion d'un outil pour l'enlèvement du rouleau de la cage. 



   Une cage du type décrit ci-dessus peut être exécu- tée en tôle et sera donc d'un faible prix de revient. Non- obstant son faible poids, la cage est très solide et rigide. 



  Comme chaque moitié de la cage est établie en une seule pièce. l'ensemble de la cage offre en outre une grande sécurité de fonctionnement. 



   Toutefois, le facteur le plus important est consti- tué par les effets indirects que les diverses qualités de la cage exercent sur la capacité de charge, le frottement et le coût de fabrication du roulement. Les poches étant fermées, les rouleaux sont retenus dans le roulement sans l'aide d'une bride sur le côté de la bague intérieure, ce qui contribue considérablement à abaisser le prix de revient, tout en ré- duisant le risque de criques au cours du traitement thermique ,de la bague.

   Les excellentes qualités de guidage de la cage en ce qui concerne les rouleaux, permettent de supprimer la bride de guidage prévue entre les rangées des rouleaux et solidaire de la bague intérieure, cet élément coûteux de la bague intérieure, et qui est d'une trempe difficile, pouvant être remplacée par une bride indépendante, cela sans une aug- mentation appréciable du frottement dans le roulement. Par conséquent, et grâce à sa conception, cette cage permet d'éliminer les gorges normalement requises à la jonction en- tre une surface rectifiée et une autre surface. 



   Ceci permet à son tour d'augmenter considérablement la longueur effective des rouleaux, et donc aussi la capacité de charge du roulement. 



   L'aptitude de la cage à guider les rouleaux est maximum et est limitée uniquement par le jeu nécessaire entre la poche et le rouleau. Les efforts agissant entre la cage et le rouleau sont réduits au possible, vu qu'ils sont diri- gés de telle façon qu'ils n'exercent aucun effet de coince- ment sur le rouleau. Comme les surfaces des poches présentent 

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 des génératrices droites et sont tangentes aux rouleaux, on réalise des conditions favorables à la formation de pellicu- les d'huile entre les surfaces de contact, ce qui réduit l'usure de la cage. La longueur de la ligne de contact est maxima, de sorte que la pression spécifique est réduite au possible, ce qui diminue encore le risque d'usure.

   Comme la surface externe de la cage représente une portion de sphère, comme décrit plus haut, la bague intérieure avec les jeux de rouleaux assemblés et la cage peuvent être insérés dans la bague extérieure, ou retirés de celle-ci, après avoir enlevé quelques rouleaux seulement de la cage. Ceci représente un avantage pratique considérable tant pour la fabrication que pour la vérification et le nettoyage du rouleau.

   Grâce à cette forme sphérique, on obtient en outre cet avantage pri- mordial que le roulement peut être établi pour la largeur, maxima, et donc pour la capacité de charge maxima qui en ré- sulte, étant donné que cette forme permet de combiner la plus grande largeur du roulement avec une distance radiale suffi- sante entre le cercle primitif des rouleaux et la saillie 12 destinée à retenir les rouleaux, cela sans sacrifier d'autres avantages de la cage. La cage est constituée par deux moitiés indépendantes afin de permettre une différence entre les vi- tesses des jeux de rouleaux par suite d'imperfections dans la symétrie du roulement. 



   La cage est centrée sur la bague intérieure afin de soustraire les rouleaux aux tensions qui pourraient se produire entre eux et la cage si cette dernière venait à occuper une position excentrique sous l'influence des forces d'inertie. Lorsque le roulement est soumis à un mouvement de rotation, ces forces agissant sur la cage seront très consi- dérables, de sorte qu'il est nécessaire de centrer la cage tant sur le chemin de roulement intérieur, à l'aide de la bride 8, que sur l'anneau de guidage 6. Dans des conditions plus favorables, il peut être suffisant de centrer la cage par la bride 8 seulement. 

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   Dans certaines conditions, il peut être nécessaire que la cage possède une plus grande résistance et soit mieux centrée. Dans ces cas, la cage peut être établie en une ma- tière massive, comme montré dans la Fig. 2. En principe, cette cage est identique à celle décrite ci-dessus, sauf que son corps est muni de saillies annulaires 16, par lesquelles elle est centrée dans la gorge sphérique extérieure 2. Ces extensions constituent une bride orientée vers l'extérieur et munie d'encoches diamétralement opposées 17, qui permet- tent l'insertion de la cage dans la bague extérieure après l'enlèvement de certains des rouleaux situés à proximité de ces encoches. 



   La Fig. 6 représente une variante de l'invention, dans laquelle la surface extérieure 18 de la partie du corps annulaire de la cage, qui est située le plus près du plan médian du roulement est cylindrique. Cette partie cylindrique s'étend de préférence jusqu'aux milieux des rouleaux et son diamètre est égal ou inférieur au diamètre du bord 13 de la bague Intérieure. La partie restante de la cage présente une surface extérieure conique 19. Dans ce cas également, le rou- leau sera tangentiel à la surface latérale de la barre trans- versale, le contact étant indiqué par la ligne 14. 



   Cette cage est introduite dans la bague extérieure de la manière suivante. On monte d'abord la cage sur la bague inférieure, après quoi on fait coïncider son axe approximati- vement avec celui de cette bague. On peut désormais insérer la bague intérieure et la cage dans la bague extérieure, après quoi on les fait tourner de telle façon que les rou- leaux puissent être inséré comme décrit plus haut à propos      de la Fig. 1. Le roulement peut être manipulé désormais comme un ensemble unique. La bague intérieure et la cage avec les rouleaux peuvent alors être amenés dans la position de tra- vail en les faisant pivoter par rapport à la bague extérieure. 



   Il va de soi que la génératrice extérieure de la cage peut consister en une combinaison quelconque de lignes      

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 droites ou courbes, d'allure générale convexe, pour autant que cela concoure au but visé par la forme générale.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T ION B .

   1.- Cage du type à "fenêtres" pour roulements à rouleaux sphériques à deux rangées de rouleaux, comprenant deux éléments annulaires indépendants, rotatifs par rapport aux bagues du roulement, chacun de ces éléments présentant des poches fermées pour une rangée de rouleaux, caractérisée en ce que les surfaces latérales des poches, qui sont en contact avec les surfaces de rouleaux, sont formées dans chaque poche, au point de vue géométrique, par des génératrices droites parallèles qui suivent le contour du rouleau, et en ce que ces surfaces sont tangentes à la surface de roulement du rouleau.

   2. - Cage à rouleaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure de chaque élément est une surface de révolution ayant une forme générale convexe, et en ce que son plus grand diamètre est égal ou inférieur au diamètre de l'ouverture du bord de la bague extérieure.

   3. Cage à rouleaux selcn les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la surface extérieure de l'élément représente sensiblement une partie d'une sphère dont le centre est situé au centre du roulement et dont le diamètre est égal ou inférieur à celui de l'ouverture du bord de la bague extérieure.

   4. Cage à rouleaux selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacun des éléments de la cage présente, à l'extérieur de sa rangée de rouleaux, une bride orientée vers l'intérieur et coulissant sur une extension de la bague intérieure.

   5. Cage à rouleaux selon les revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les éléments de la cage s'appuyent sur un anneau de guidage interposé entre les rangées de rouleaux et centré sur la bague intérieure. <Desc/Clms Page number 8>

   6. - Cage à rouleaux selon les revendications 1 à 5, caractérisée par des saillies radiales partant depuis les éléments de la cage et glissant sur le chemin de roulement sphérique de la bague extérieure.

   7. Cage à rouleaux selon les revendications 4 à 6, caractérisée par des encoches locales prévues dans la bride orientée vers l'intérieur et destinées à l'insertion d'outils de démontage.

   @ 8. - Cage à rouleaux selon les revendications 1, 2 et 4 à 7, caractérisée en ce que la partie de l'élément de cage la plus rapprochée du plan médian du roulement est exté- rieurement cylindrique et que son diamètre est égal ou infé- rieur à celui de l'ouverture du bord de la bague extérieure.

   9.- Cage à rouleaux selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que la partie de l'élément annulaire située entre le plan médian du roulement et les centres de rouleaux est extérieurement cylindrique, et en ce que son diamètre est égal ou inférieur à celui de l'ouverture du bord de la bagme extérieure.