Brevet FR2240377A1 — publié le 19750307

La présente invention 9 pour objet un palier de butée comportant un arbre compensateur et pouvant être utilisé avantageusement dans une grue à portique. Le développement et le perfectionnement du transport de charges unitaires a conduit à l'utilisation de conteneurs de tailles diverses. Cette évolution a conduit, concurremment, à définir des normes plus serrées en ce qui concerne les installations de chargement. Ces nouvelles normes comportent un accroissement de la capacité de charge et de la puissance de levage des dispositifs intéressés. En ce qui concerne les organes des dispositifs de levage, notamment les paliers, il est nécessaire d'élaborer de nouvelles solutions techniques qui tiennent compte, aussi bien du point de vue technique et économique que du point de vue de la sécurité de fonctionnement, de l'augmentation de la capacité de charge. On sait que dans les grues à portique, des structures d'acier rotatives de grandes dimensions, telles que des colonnes, doivent être montées sur des structures de supports fixes en acier. La colonne d'une grue à portique s'appuie, à son extrémité inférieure, sur la structure fixe par.I'intermédiaire d'un palier de butée, et latéralement par l'intermédiaire de rouleaux porteurs. Par conséquent, toutes les forces verticales et horizontales exercees par la colonne agissent sur le palier de butée. Ces forces résultent des couples de forces horizontales et verticales agissant sur la partie rotative, c'est-à-dire sur- la colonne. I1 est connu d'utiliser un roulement radial. et un roulement axial, ou dans des cas plus rares, un palier radial-axial pour compenser les forces verticales et horizontales agissant sur la butée et pour obtenir un fonctionnement sûr de la grue. Par tailleurs t on sait que dans les structures d'acier de grandes dimensions, les charges provoquent toujours d'importantes déformations élastiques, de sorte que les axes des paliers de butée ne-colncident pas avec l'axe de rotation théorique. L'amplitude de la déviation est fonction de la charge, et son orientation varie en fonction de la position angulaire de la grue pendant les mouvements de rotation de cette derniere. En raison des déformations précitées, les différents paliers de butée à alignement automatique ont été conçus de façon telle que les disques intérieur et extérieur ou les disques inférieur et supérieur des différents paliers se déplacent relativement sous l'effet des déformations, a la -suitede quoi les corps de roulement des paliers se déplacent, eux aussi, perpendiculairement à la direction de roulement. Ce déplacement radial des corps de roulement est indésirable, notamment lorsqu'il se produit pendant que la grue est au repos. Dans le cas des grues à portique, ces charges indésirables se produisent fréquemment meme lorsque la grue ne tourne pas. Ces charges se produisent par exemple lors du levage et sous l'effet des diverses sollicitations dues au vent. Dans ces conditions, les rouleaux des paliers se déplacent le long de leurs génératrices, et provoquent de ce fait la formation de stries sur les pistes de roulement, tout en soumettant les cages des roulements à des sollicitations indésirables. Par ailleurs, l'imprécision de l'ajustage du palier de butée (qui est inévitable dans le cas des structures à grandes dimensions) augmente encore les effets défavorables mentionnés ci-dessus qui réduisent la longévité des paliers. I1 est également connu d'utiliser des appuis à rotule, afin d'éliminer les effets défavorables sus-mentionnés. Lorsqu'on applique cette solution, on introduit de l'huile sous pression entre la rotule et son logement sphérique afin d'assurer -un bon fonctionnement du palier. Cette solution présente un inconvénient considérable en ce que la rotule et son logement sphérique doivent être usinés avec une grande précision; en ce qu'il est difficile d'assurer une bonne étanchéité pour empêcher les fuites d'huile, et en ce qu'on doit prévoir un dispositif spécial afin de maintenir la pression huile requise. Pour éviter les détériorations des paliers de butée à alignement automatique, il est connu d'utiliser une' seule cage à billes de grandes dimensions. Dans ces paliers, les forces radiales et axiales, ainsi que le couple déterminé par la partie rotative, sont absorbées par cette cage à billes unique disposée entre la partie fixe et la partie rotative de la grue. Cette solution présente des inconvénients dont le plus important réside dans le fait que la structure en acier doit être extrêmement rigide, ce qui la rend tres onéreuse. En cas de détérioration, on est obligé, dans la plupart des cas, de remplacer l'ensemble de la cage à billes. Compte-tenu de l'augmentation de la capacité de charge des grues, on doit prévoir des paliers de plus en plus grands afin d'obtenir une certaine îongévlté; ceci présente non seulement des inconvénients techniques at eeonomiques bien connus, mais pose également des problemes relatifs aux déformations dues aux interstices définis dans les paliers. La présente invention a pour but de créer un palier de butée qui permet d'éliminer les inconvénients ci-dessus tout en étant facile à fabriquer, et tout en étant insensible aux imprécisions de fabrication -et de montage, ledit palier- étant facile à-remplacer et à lubrifier. L'invention vise notamment une structure dans laquelle les déformations qui se produisent pendant le fonctionnement de la grue n'ont pas d'influence défavorable sur les paliers, et dans laquelle les mouvements d'alignement ne sont pas effectués à l'aide des rouleaux, mais à l'aide d'éléments de construction prévus à cet effet. -L'invention vise également à créer un palper de butée permettant de tenir compte avec précision 'des charges agissant sur le palier, ce dernier ne comportant pas de roulement à alignement automatique.' L'invention permet dlatteindre ce but en créant un palier de butée dans lesquelles roulements soumis aux forces axiales et radiales sont montés sur un arbre compensateur qui prend -appui, par une sur face spherique, sur une piste conique. L'invention a donc pour objet un palier de butée, notamment pour grue à portique, appelé à assurer le montage d'une partie rotative sur une partie fixe, eut comportant un carter de palier solidarisé de ladite partie rotative, ledit palier étant caractérisé en ce qu'il comprend un arbre compensateur monté sur ledit carter au moyen d'un roulement-radial et d'un roulement axial, et présentant à son extrémité inférieure une surface sphérique coopérant avec une piste conique disposée dans un second carter solidarisé de ladite partie fixe, l'agencement étant tel que le centre de ladite surface sphérique de l'arbre compensateur colncide avec le centre dudit roulement radial et se situe sur l'axe de ladite piste conique. Dans un mode de réalisation simplifié du palier de butée selon l'invention, les pistes de roulement des roulements axial et radial sont avantageusement formées par l'arbre compensateur et par le carter solidaire de ladite partie rotative. L'utilisation de l'arbre compensateur mentionné ci-dessus permet de faire coïncider le centre du roulement radial avec le centre de la piste conique, ce qui réduit les sollicitations du palier de butée à un minimum. L'arbre compensateur effectue des mouvements d'alignement sur la piste conique autour du centre précité et, sous effet de la force radiale tournante, il exécute un mouvement planétaire lent. De ce fait, les déviations angulaires par rapport à l'axe de rotation théorique de la grue sont compensées sans qu'il en résulte des détériorations du palier. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des figures jointes, données dans un but non limitatif, et qui représentent plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un mode de réalisation du palier de butée selon l'invention, vu en coupe; et la figure 2 montre, également en coupe, un autre mode de réalisation. Les paliers de butée sont utilisés dans des grues à portique. Un carter de palier 1 est fixé sur la partie rotative (non repré senteede la grue, c'est-à-dire sur la colonne de celle-ci. Un arbre compensateur 4 est monté sur le carter 1 au moyen d'un roulement radial 2 et d'un roulement axial 3. L'arbre compensateur 4 comporte à son extrémité inférieure une surface sphérique. La surface sphérique préctée prend appui sur un élément à piste conique 5.Cet élément est disposé dans un carter 6 fixé sur la partie inférieure de la grue qui constitue le support stationnaire de celle-ci. - La surface sphérique de arbre compensateur 4 présente une configuration telle, et le palier de butée est agencé de façon telle, que le centre de ladite surface sphérique de l'arbre compensateur 4 connu cide avec. le centre du roulement radial 2 et se situe sur l'axe de la piste conque définie par l'élément 5. Un-tube à câble 7 est monté de manière étanche sur le carter 1. Le carter 6 constitue en même temps le carter d'huile pour le palier de butée; ce carter d'huile est délimité, à l'intérieur, par un tube 8 dont l'extrémité inférieure est montée de manière étanche sur ledit carter 6. Les éléments de construction du palier selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2 correspondent à ceux du mode de réalisation selon la figure li Toutefois, dans le mode de réalisation selon la 'ffigure 2, les -pistes de roulement respectives du roulement radial 2 et du roulement axial 3 sont formées par l'arbre compensateur 4 et le carter 1. Le palier selon la présente invention fonctionne de la manière suivante - Lorsque le mécanismed'entrainement de la grue fonctionne, le carter 1 tourne solidairement avec la partie rotative de la grue, c' est-à-dire avec la colonne de celle-ci. Lors de ce mouvement de rotation, il se manifeste une certaine résistance au roulement, puisque le carter tournant I et l'arbre compensateur 4 sont reliés par des roulements. Le point d'attaque des forces transmises de la partie rotative de la grue à la partie fixe de celle-ci coïncide avec le centre de la surface-sphérique de l'arbre compensateur 4. La force axiale est toujours verticale jusqu'à ce que la force radiale tourne avec lapartie supérieure de la grue. L'arbre compensabeur 4 prend toujours appui sur la piste conique de l'élément 5 avec la force maximum dans la direction de la force radiale. - Comme la force radiale tourne avec le carter 1, l'arbre compensateur 4 roule sur la piste conique de l'élément 5 en direction opposée, c'est-à-dire il exécute un mouvement planétaire. a résistance due au frottement étant surmontée dans une direction déterminée, le mouvement d'alignement peut etre effectué facilement dans la direction perpendiculaire à celle-ci. Par conse- quent, l'arbre compensateur 8peut se déplacer sur la piste conique et prendre une position correspondant à la déviation axiale. Les deviations axiales entre les parties rotative et fixe se produisent à la suite d'imprécisions de montage et de fabrication, à la suite d'imprécisions des pistes et, enfin, à la suite des dêformations des éléments de construction déla grue. L'arbre compensateur 4 roule sur la piste conique-associée et soumet, par conséquent, celle-ci à une sorte de superfinition. Pendant ce mouvement de roulement,la surface sphérique de l'arbre compensateur 4 passe devant~des rainures de graissage prévues dans l'élément 5, ce qui assure une lubrification continue. L'arbre compensateur 4 et la piste conique associée sont également capables d'effectuer des mouvements d'alignement correspondant à -la déviation axiale, même lorsque la grue estau repos, étant donné que la surface annulaire sphérique lubrifiée et superfinie permet ces mouvements sans qu'il en résulte une détérioration des roulements et de la grue. La force verticale et axiale comporte deux composantes. L'une des composantes détermine, ensemble avec la force radiale, une résultante qui équilibre la force radiale agissant sur la surface sphérique. L'autre composante de la force verticale agit d'une manière centrée sur la surface sphérique annulaire. Le plan médian horizontal du roulement radial 2 passe par le centre de la surface sphérique de l'arbre compensateur 4; par conséquent, si la composante verticale du triangle d'équilibre des vecteurs de la force radiale agit excentriquement sur le roulement axial 3, les sollicitations peuvent être reduites a un minimum. Ainsi qu'il ressort des figures, le palier de butée selon l'invention est d'une construction très simple, et lorsqu'on soulève la partie rotative de la grue d'environ 2 à 3 cm, ce palier peut facilement être monté ou démonté. En raison de la bonne lubrification et du mouvement de roulement décrit ci-dessus, la surface sphérique de l'arbre compensateur 4 est continuellement soumise à un effet de "superfinition" et ne subit, par conséquent, pas d'usure. I1 suffit donc de remplacer de temps en temps les roulements du palier de butée. Grâce à l'agencement avantageux de l'arbre compensateur 4, le centre du roulement radial 2 coIncide avec le centre de la surface sphérique de l'arbre compensateur 4. De ce fait, on peut utiliser un roulement axial présentant des dimensions optima relativement réduites, étant donné qu'il n'est pas soumis à des charges excentriques. Le palier de butée selon l'invention présente des dimensions plus faibles, il est moins onéreux et d'un fonctionnement plus sur que les paliers connus utilisés dans des applications analogues. On doit également noter que grâce à ses dimensions réduites, le palier de butée selon l'invention peut être utilisé pour remplacer des paliers existants de n'importe quel autre type. Le mode de réalisation selon la figure 2 offre une possibilité supplémentaire de simplification, du fait que dans cet exemple, les pistes pour les corps de roulement sont formées par l'arbre compensateur et le carter de palier. REVENDICATONS 1.- Palier de butée, notamment pour grue à portique, appelé à assurer le montage d'une partie rotative sur une partie fixe, et comportant un carter solidarisé de-ladite partie rotative, caractérisé- en ce qu'il comprend un arbre compensateur monté sur ledit carter au moyen d'un roulement radial et d'un roulement axial, et présentant à son extrémité inférieure une surface sphérique coopérant avec une piste conique disposée dans un second carter qui est solidarisé de ladite partie fixe, l'agencement entant tel que le centre de ladite surface sphérique de l'arbre compensateur coïncide avec le centre dudit roulement radial et se situe sur l'axe de ladite piste conique. 2.- Palier de butée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pistes pour les corps de-roulement respectifs du palier radial et du palier axial sont formées par ledit arbre compensateur et par ledit carter solidarisé de ladite partie rotative.