Brevet FR2387373A1 — publié le 19781110

La présente invention se rapporte a une couronne d'orientation a roulement supportant des efforts axiaux et des efforts radiaux ainsi que des moments de déversement. De telles couronnes d'orientation sont utilisées, par exemple, sur des grues, des engins de travaux publics et d'une manière gFntrale chaque fois qu'il s'agit de monter une pièce de grand diambtre en rotation sur une autre pièce. Dans le cas par exemple d'une grue, il n'est pas possible d'équilibre,r a tout moment complètement le poids de la charge et de- la flèche par un contrepoids. La grue est donc soumise a un mouvement de basculement qui se manifeste sur la couronne d'orientation par un moment de "déversement" cherchant a faire basculer l'une des bagues de la couronne par rapport a l'autre. I1 faut donc que les couronnes d'o rientation puissent supporter de tels moments en plus des efforts axiaux et radiaux; On contact à l'heure actuelle différents types de couronnes d'orientation a roulement. Les couronnes les plus anciennes sont a deux rangées de billes a contact oblique. Or, il est bien connu que les roulements a billes ont une faible capacité de charge dynamique. Afin d'augmenter cette capacité de charge on a proposé des couronnes d'orientation a rouleaux. Les types les plus connus sont les couronnes a rouleaux croises a deux bagues monoblocs, les couronnes à deux rangées de rouleaux a contact oblique 45 , a deuxbagues monoblocs, ainsi que les couronnes a trois rangées de rouleaux dont deux supportent uniquement les charges axiales, la troisième les charges radiales; pour ce troisième type, l'une au moins des bagues doit être réalisée en plusieurs parties. I1 va de soi que les couronnes des deux premiers types sont techniquement plus satisfaisantes, tant du point de vue de la faBricationque de celui de l'utilisation. Elles nécessitent cependant, pour une même capacité de charge axiale, des rouleaux de plus grand diamètre que les couronnes du type a trois rangees de rouleaux. Par contre, ces dernières dont l'une au moins des bagues doit etre en plusieurs parties sont évidemment plus complexes a réaliser et des précautions particulières sont nécessaires pour pallier les inconvénients de la présence du plan de joint sur la bagues en plusieurs parties; de plus, la rigidité de la bague en plusieurs parties n'est pas satisfaisante. La présente invention a pour objet une couronne d'orientation d roulement combinant les avantages des différents types de couronnes d'orientation énumérées ci-dessus sans en présenter les inconvénients. En d'autres termes, la couronne d'orientation conforme a l'invention peut etre fabriquée avec deux bagues monoblocs et possède une bonne capacité de charge, La couronne d'orientation à roulement conforme a llin- vention comprend en combinaison au moins une rangée de rouleaux formant une butée et une rangée d'éléments roulants formant un roulement à contact oblique Les rouleaux de la rangée formant butée, qui sont de préférence des rouleaux cylindriques, ont leurs axes sensiblement perpendiculaires a l'axe de la couronne.Ainsi, ces rouleaux supportent les efforts axiaux, tandis que les éléments roulants formant le roulement a contact oblique supportent les efforts radiaux ainsi que certains efforts axiaux dus aux moments de déversement. La disposition réciproque des rouleaux constituant la butée et des éléments roulants constituant le roulement à contact oblique est telle que le cercle passant par les centres des lignes de contact des rouleaux de la butée avec la piste pour ces rouleaux sur l'une des bagues et le cercle passant par les centres des aires ou lignes de contact des éléments roulants à contact oblique avec la piste pour ces éléments sur la même bague soient situés, suivant l'axe de la couronne, de part et d'autre des cercles de contact correspondants sur l'autre bague. Le dessin annexé illustre un exemple de réalisation non limitatif d'une couronne d'orientation conforme a l'invention; la figure unique de ce dessin est une coupe axiale partielle d'une telle couronne. On reconnaît sur la figure unique que la couronne d'orientation destinée par exemple a être montée entre le châssis fixe et un châssis rotatif (tourelle) d'un engin comprend une bague extérieure l et une bague intérieure 2 dont chacune est réalisée d'une seule pièce. Les deux bagues 1 et 2 comportent des trous de passage axiaux 3, 4 permettant la fixation des bagues 1 et 2 sur les châssis correspondants de l'engin, par exemple a l'aide de boulons. Enfin, la bague extérieure l présente une dentaire extérieure 5. Les deux bagues l et 2 sont concentriques et comportent entre elles une rangée de rouleaux cylindriques 6 et une rangée de billes 7. Les profils des deux bagues l et 2 sont conçus de manière que les deux bagues puissent être emboîtées l'une dans l'autre axialement, ce qui permet de les fabriquer chacune d'une seule pièce, donc de leur donner une grande rigidité Les rouleaux 6 sont disposés de manière que leurs axes voient perpendiculaires a l'axe de rotation de la couronne. Ces rouleaux 6 constitués ici par des rouleaux cylindriques forment donc une butée axiale résistant aux efforts appliqués a la couronne selon cette direction. Les rouleaux 6 se déplacent sur un chemin de roulement 8 ménagé sous la forme d'une surface en couronne circulaire dans la bague extérieure 1 r le chemin de roulement 8 constituant dans le cas présent l'un des flancs d'un dégagement pratiqué dans la bague l a l'angle supérieur intérieur de cette dernière. L'autre flanc 10 de ce dégagement est ici d angle droit par rapport au flanc 8 et constitue donc une surface cylindrique. Le second chemin de roulement des rouleaux 6 est constitué par une surface en couronne circulaire il constituant le flanc inférieur d'une partie annulaire i2 faisant saillie radialement vers l'extérieur sur la bague intérieure 2, audessus de la gorge 9 de la bague extérieure l. En face du flanc 10 de la bague l, la bague 2 comporte-un flanc 13 en firme de surface cylindrique, les quatre flancs 8, 10 et il, 13 délimitant ensemble dans cet exemple un espace annulaire de profil sensiblement rectangulaire pour la circulation des rouleaux 6 et éventuellement d'une cage Ga ou d'intercalaires maintenant lesdits rouleaux distance La surface cylindrique 13 de la bague intérieure 2 est prolongée vers le bas par une surface cylindrique 15 entourée a faible distance par la surface intérieure cylindrique 14 de la bague extérieure l. Au niveau de la rangée de billes 7, la bague extérieure 1 présente une gorge 16 de profil de préférence demi-circulaire ménagée dans la surface cylindrique 14 de la bague l avec un rayon légèrement supérieur au rayon des billes 7.De même, la bague intérieure 2 comporte, au niveau des billes 7, une gorge 17 de profil de préférence demi-circulaire ménagée dans sa surface cylindrique 15 également avec un rayon légèrement supérieur au rayon des tilles 7; Les deux gorges 16, 17 forment, avec les billes 7, un roulement A contact oblique. Sur la figure et afin d'améliorer la clarté, on a donné une importance exagérée a l'intervalle subsistant, de part et d'autre des deux points de contact 18, 19 des billes 7 avec les chemins de roulement -16 et 17, entre la surface des billes et lesdits chemins de roulement. En réalité, la différence entre le rayon des billes 7 et le rayon des gorges 16, 17 correspond a celle qui est usuelle pour des roulements a contact oblique. En dessous de la rangée de billes 7, les deux bagues 1 et 2 sont prolongées par des surfaces cylindriques 20, 21 qui ont dans cet exemple de préférence des diamètres légère- ment supérieurs aux diamètres des surfaces 14, 15, respectivement. On reconnaît que les rouleaux 6 supportent les efforts axiaux tandis que les-efforts radiaux ainsi que certains efforts axiaux dus aux moments de déversement sont supportés par les billes 7. Lorsque ces dernières sont sollicitées par des couples de déversement tendant à faire sortir les deux bagues 1 et 2 l'une de l'autre, de manière que la partie de la bague 1 visible sur là figure se déplace vers le bas et que la partie de la bague 2 visible sur la figure se déplace vers le haut, l'angle de contact6( des billes 7 avec les chemins de roulement 16, 17 tend à augmenter, ce qui permet aux billes de mieux supporter le moment de déversement.On conserve, dans ce cas également, une aire de contact suffisante entre les billes 7 et les chemins de roulement 16, 17 étant donné que les surfaces cylindriques 21 et 14 ont des diamètres voisins. Le diamètre de la surface 14 doit cependant rester légèrement supérieur au diametre de la surface 21 afin que les deux bagues 1 et 2 puissent être assemblées. Ltassemblage de la couronne dlorientation s'effectue de préférence de la manière suivante : on place d'abord-ia rangée de rouleaux 6, avec la cage 6a, sur le chemin de roulement 8 de la bague 1, On emboîte ensuite la bague intérieure 2 dans la bague extérieure 1. Enfin, on introduit les billes 7 ainsi que d'éventuels intercalaires pour ces dernières par un trou de remplissage prévu dans l'une ou l'autre des deux bagues de la couronne mais non représenté sur la figure. On voit qu'il est tout à fait possible de monter un ensemble precontraint puisqu'il suffit de choisir le diamètre des éléments roulants enconséquence. Par ailleurs, d'autres méthodes de montage que celle décrite précédemment peuvent être utilisées :montage des éléments roulants constituant le roulement contact oblique par excentration ou par encoche de remplissage, montage des rouleaux de la butéé par encoche de remplissage, etc... I1 convient en outre de noter qu'il est possible d'apporter de nombreuses modifications et variantes à la couronne d'orientation telle que representee et décrite ci-dessus. Ainsi, la denture qui n'est pas obligatoire peut être prévue également sur la bague intérieure. Les trous de fixation 3 et 4 peuvent également être des trous borgnes taraudés. Des joints d'étanchéité peuvent etre prévus tant pour la rangée de rouleaux 6 que pour la rangée de billes 7 entre les deux bagues 1 et 2-. De plus le dégagement annulaire 9 peut être prévu radialement plus long de façon à pouvoir introduire deux rangées concentriques de rouleaux de butée dans le cas où les efforts axiaux sont très importants. Enfin, les rouleaux cylindriques de la butée peuvent être remplacés par des rouleaux coniques et les billes constituant le roulement contact oblique peuvent être remplacés par des rouleaux cylindriques. L'angle de contact o( nominal, c'est-à-dire sous charge, des éléments roulants du roulement & contact oblique, par rapport à l'axe de la couronne, est compris avantageusement entre 300 et 600 quand il s'agit de billes, tandis .qu'il est de 450 quand il s'agit de rouleaux. REVEND ICAT IONS 1. Couronne d'orientation a roulement pouvant supporter des charges radiales, des charges axiales dans les deuxsens et des moments de renversement, comportant au moins deux rangées d'éléments roulants entre deux bagues, caractérisée par le fait qu'elle comprend en combinaison au moins une rangée de rouleaux formant une butée, dont les axes sont sensiblement perpendiculaires a l'axe de la couronne, et une rangée d'éléments roulants formant un roulement 3 contact oblique, dans une disposition réciproque telle que le cercle passant par les centres des lignes de contact des rouleaux de la butée avec la piste pour les rouleaux sur l'une des bagues et le cercle passant par les centres des aires ou lignes de contact des éléments roulants à contact oblique avec la piste pour ces éléments sur la même bague soient situés, suivant l'axe de la couronne, de part et d'autre des cercles de contact correspondants sur l'autre bague, et par le fait que les deux bagues sont monoblocs. 2. Couronne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les rouleaux de la butée sont des rouleaux cylindriques. 3. Couronne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les rouleaux de la butée sont des rouleaux coniques. 4. Couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait a,ue les éléments roulants du roulement à contact oblique sont des billes. 5. Couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les éléments roulants du roulement à contact oblique sont des rouleaux cylindriques. 6. Couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que l'angle de contact nominal des éléments roulants à contact oblique par rapport à l'axe de la couronne est compris entre 300 et o00. 7. Couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'une des deux bagues est pourvue d'au moins un trou de remplissagé pour l'introduction deg éléments roulants du roulement a contact oblique. 8. Couronne d'orientation à roulement suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, caractériséé par le fait que la bague extérieure présente une surface intérieure cylindrique et un dégagement à l'un des angles intérieurs, que la bague intérieure présente une surface extérieure cylindrique et une partie annulaire faisant saillie radialement vers l'extérieur sur la bague intérieure, audessus du dégagement de la bague extérieure, ledit dégagement contenant les rouleaux de la butée et les billes étant placées dans deux gorges de profil demi-circulaires ménagées l'une en face de autre dans les surfaces cylindriques précitées des deux bagues.