Brevet FR2478235A1 — publié le 19810918

- 1 _ Tricne b molettes coniques La présente invention se rapporte b un tric8ne b molettes coniques dont chaeune est montée par l'intermédiaire d'un roulement extérieur, c8té corps du tric8noe, et dtau moins un roulement intérieur sur un tourillon raccordé au corps du tric8ne, les éléments roulants du roulement intérieur tournant dans une rainure radialement profondo du tourillon et dans une rainure radialement profonde pratiquée dans l'alésage de la molette et étant engagées entre les deux rainures formnt che- min de roulement par un trou d'introduction sensiblement axial prévu dans le tourillen. On a proposé un tric8ne du type préci4té dans lequel le roulement extérieur, c8ôt corps du trieôneq est formé par un roulement b reuleaux eylindriques dont les rouleaux sont inatro- duits par le trou d'introduction du roulement intérieur, etest- b-dire par la môme voie que les éléments roulants du roulement intérieur (demande de brevet allemand 28 41 971). En raison des efforts axiaux extrômement élevés intervenant dans do nembretux cas d'application et auxquels est soumise la molette conique, ce tric8ne proposé nécessite un roulement intérieur capable d'absorber des efforts axiaux extrômement importants et trbs difficile b loger par suite du diambtre de la molette allant en se rétrécissant vers l'intérieur. A ceci s'ajoute le fait qu'un roulement intérieur ab- sorbant des efforts axiaux élevés dégage une.assez grande cha- leur de frottement et par conséquent fonctionne b une tempéra- ture relativement élevée, attendu qu'au cours du fonctionnement, la chaleur dégagée à proximité de la pointe de la molette sous l'effet du frottement sur l'alésage de coupe et sur le roule- ment ne peut pas toujours s'évacuer suffisamment rapidement b l'extérieur ou vers le corps du tricônee Dans le tricóne proposé, les éléments roulants du roulement intérieur absorbant la charge axiale sont difficiles à monter entre la molette et le tourillon, si, pour obtenir une -2 capacité de charge axiale élevée, ils sont placés en un nombre aussi grand que possible et sans cage sur la périphérie du tourillens Peur finir, dans le tricàne proposé, le chemin de roulement du roulement extérieur, c8t% corps du tricae, est également interrompu par le trou d'introduction nécessaire à la mise en place des éléments roulants et fermé par une pièce de remplissage. à l'endroit du trou d'introduction, ce chemin de roulement présente donc une plus faible capacité de charge. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un tric8ne du type précité qui, pendant le fonctionne- ment, en plus des effoerts radiaux puisse également supporter des efforts axiaux extr&mement élevés sans échauffement exces- sif des roulements. Par ailleurs le triebne doit être de cons- tructien robuste, compacte et économique à fabriquer. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le roulement extérieur, cSté corps du tricnhe, est réalisé sous la forme d'un roulement à rouleaux coniques et que le trou d'introduction pour les éléments roulants du ou des roule- ments. intérieurs est disposé radialement à l'intérieur du che- min de roulement interne du roulement à rouleaux coniques du tourillon. Grace à cette disposition, on arrive à ce que le roulement transmettant la charge axiale soit situé sur le eoté du corps du tricOne à l'extrémité de la molette qui prdsente le plus grand diambitre. On peut ainsi loger sur la périphérie un nombre relativement grand d'éléments roulants qui tournent dans un chemin de roulement, ininterrompu sur la périphérie (nQn interrompu par le trou d'introduction), du tourillon et dans l'alésage de la molette, si bien que l'on réalise un rou- lement extérieur à très grande capacité de charge dans le sens radial et axial. Ce roulement convient en particulier pour absorber les efforts de travail de la molette qui sont dirigés vers le corps du triconq. La chaleur de frottement dégagée dans le roulement extérieur peut 8tre facilement évacuée par convexion ou conduction thermique à l'environnement ou vers le -3- corps du tric8ne se trouvant à proximité. Dans la molette est monté un roulement intérieur dont les éléments roulants tournent dans des rainures radialement profondes du tourillon et de la molette en empêchant ainsi la molette de s'échapper du tourillon. Le tric8ne se compose donc de quelques éléments dont l'assemblage peut s'effectuer de façon économique avec fixation des molettes sur le tourillon du corps du tric8ne. Dans un mode de réalisation selon l'invention, les lignes de force des rouleaux du roulement à rouleaux coniques sont dirigées obliquement radialement vers l'intérieur en direction du corps du tricône, Dans ce cas, les rouleaux coni- ques du roulement extérieur peuvent tourner sur un chemin de roulement conique aménagé dans l'alésage de la molette et dont l'angle de c8ne correspond au tracé du contour extérieur de la molette conique. De ce faits on obtient pour la molette une paroi d'épaisseur régulihre sur toute la longueur de ce chemin de roulement et par conséquent un roulement extérieur compact utilisant de façon optimale l'espace disponible dans la mo- - lette. Il en résulte en même temps un tourillon rigide à la flexion et résistant à la rupture étant donné que le chemin de roulement conique des rouleaux coniques sur le tourillon aug- mente de diamètre en direction du corps du tric8ne. Il est possible de simplifier encore la construction du tric8ne et de réduire le nombre des éléments en faisant circuler les rouleaux du roulement à rouleaux coniques directe- ment sur le tourillon du tric8ne. Par ailleurs, et selon une autre caractéristique de l'invention, on peut faire circuler les rouleaux du roulement à rouleaux coniques directement dans l'alésage de la molette. Selon une autre particularité de l'invention, les rouleaux du roulement à rouleaux coniques au niveau de leur face frontale tournée vers le corps du tric8ne sont guidés axialement sur un bord venu d'une seule pièce avec la molette. Grâce à ce guidage axial des rouleaux du roulement à rouleaux -4- coniques sur la molette, on obtient un bord fixe qui ne peut ni se desserrer ni se détacher même en cas de charges brusques importantes survenant en cas de condition de fonctionnement difficile. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'in- vention, le ou les roulements intérieurs sont réalisés sous la forme de roulements à rouleaux cylindriques. Du fait de cette conception la molette, tout en utilisant de façon optimale l'espace limité disponible entre la molette et le tourillon, présente un roulement intérieur particulièrement simple X mon- ter et apte à supporter les efforts radiaux. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé. Sur le dessin qui représente en coupe longitudinale l'une des molettes 1 d'un tricne, la référence 2 désigne le corps du tric8ne auquel le tourillon 3 est raccordé d'une seule pièce. Chaque molette 1 est montée sur le tourillon 3 par l'in- termédiaire d'un roulement extérieur 4 à rouleaux coniques 5 côté corps de tric8ne et d'un roulement intérieur qui, dans le cas présent, est réalisé sous la forme d'un roulement 6 à rou- leaux cylindriques 7. Les lignes de force 8 des rouleaux coniques 5 sont dirigées radialement obliquement vers l'intérieur en direction du corps 2 du tric8ne tandis que les lignes de force 9 des rou- leaux cylindriques 7 sont dirigées exactement radialement vers l'intérieur. Les lignes de force 8 se coupent au point 10 et les lignes de force 9 au point 11 sur l'axe de rotation 12 de la molette 1. La distance axiale entre le point 10 et le point 11 sur l'arbre de rotation 12 est relativement grande de sorte que la molette peut absorber également des moments de bascule- ment importants sans surcharger les roulements (roulements 4 b rouleaux coniques et roulements 6 à rouleaux cylindriques). Les rouleaux coniques 5 du roulement 4 sont disposés directement sur le tourillon 3 du corps 2 du tric8ne et roulent -5- par conséquent sur le chemin de roulement interne conique 13 dudit tourillon 3 dont le diamètre va en augmentant en direc- tion du corps 2 du tricne. On obtient ainsi un tourillon 3 extrêmement rigide à la flexion et résistant k la rupture, Par ailleurs dans le cas représenté, les rouleaux coniques 5 roulent directement dans l'alésage de la molette 1 sur un chemin de roulement externe conique 14 usiné dans ledit alésage. L'angle de cane de ce chemin de roulement externe 14 est à peu près aussi grand que l'angle de cône du contour ex- -ebrne (surface latérale) de la molette conique 1. On réalise ainsi entre l'alésage et la surface laterale de la moletteo 1 une paroi épaisse d'épaisseur relativement constante e ltes- pace existant dans l'alésage de la molettse i est utilisé do façon optimale pour la mise en place de rouleaux coniques 5 de grand diamêtre. Du oeté, tourné vers le. eorps 2 du tric8ne, des rou- leaux coniques 5 se trouve un bord 15 venu dtune seule pièce avec la molette 1 et sur lequel les rouloaux coniques 5 sont guidés par leur face frontale tournée vers le corps 2 du tri- c8ne. Dans la surface frontale du corps 2 du tric8ne qui est teurnée vers la moletteo 1 est engagée une plaque d'usure 16 maintenue dans un évidement annulaire, Sur cette plaque d'usure 16 glisse une bague 18 fixée par l'intermédiaire d'un joô.nt torique élastique 17 dans l'alésage de la molette rotativre 1, si bien que l'on assure ainsi une étanchéité sûre du logement des paliers de la moletteo le Dans le tourillon 3 du corps 2 du tric8ne est percé le trou 19 de section transversale circulaire, disposé parallèle- ment à l'axe du tourillon 3 et servant à l'introduction des élément* roulants 7 du roulement intérieur 6. Ce trou d'intro- duction 19 est disposé radialement à l'intérieur du chemin de roulement interne 13 du roulement 4 à reuleaux eoniques dans le tourillon 3 et débouche au niveau de son extrémité tournée vers la molette 1 dans la rainure 20 radialement profonde -6- pratiquée dans le tourillon 3 et servant de chemin de roulement au roulement 6 à rouleaux cylindriques. L'endroit o ce trou d'introduction 19 débouche dans la rainure 20 se situe par ailleurs dans la zone radialement peu chargée du roulement 6 à rouleaux cylindriques, si bien que les rouleaux cylindriques 7 du roulement 6 soumettent cet endroit à une charge radiale relativement faible lors du fonctionnement du tricône. Les rouleaux cylindriques 7 du roulement 6 roulent dans une rainure radialement profonde 21 usinée dans l'alésage de la molette 1. Ces rouleaux sont donc guidés des deux côtés dans les rainures 20 et 21 et fixés axialement. Par conséquent, la molette est assurée contre toute possibilité de se détacher du tourillon 3, d'une part, par le bord 22, dans l'alésage de la molette 1 et d'autre part par le bord 23 à l'extrémité du tourillon 3. Le trou d'introduction 19 est fermé par une pièce de remplissage 24 qui traverse le corps 2 du tricOne et dont la surface d'extrémité 25, tournée vers les rouleaux cylindriques 7, est directement adaptée à la surface latérale du tourillon 3 et à la rainure 20 radialement profonde. Sur sa section radialemeut.interne de sa surface latérale, la pièce de rem- plissage 24 comporte une fente 26 ouverte à son extrémité, disposée en dessous de la surface d'extrémité 25 et dans la- quelle fait saillie la goupille de retenue 27 engagée dans un évidement radial du tourillon 3 maintenant ainsi la pièce de remplissage 24 dans sa position angulaire prescrite dans le trou d'introduction 19. Le diamètre du trou d'introduction 19 est légèrement plus grand que le diambtre des rouleaux cylindriques 7. Pour le montage du tric8ne, on munit tout d'abord chaque molette 1 des rouleaux coniques 5 du roulement 4 et, en mune temps que le joint torique 17 et la bague de glissement 18, on la pousse axialement sur le tourillon correspondant 3 jusqu'à ce que les rouleaux coniques 5 viennent au contact du chemin de roulement -7- conique 13 du tourillon 3. Simultanément, la bague de glisse- ment 18 vient s'appliquer sur la plaque d'usure 16. On fait alors passer les rouleaux cylindriques 7 les uns après les au- tres à travers le trou d'introduction 19 en dessous du chemin de roulement 13 pour les amener dans la rainure 20 et par rotation de la molette 1 on les répartit régulièrement sur la périphérie entre la rainure 21 de la molette 1 et la rainure 'du tourillon 3. Après l'introduction de tous les rouleaux cylindriques 7 du roulement 6, on enfonce la pièce de remplis- sage 24 axialement dans le trou 19 de façon que la goupille de retenue 27 s'engage dans la fente 26 de la pièce de remplissage 24 en formant un assemblage par interpénétration. La position correcte de la pièce de remplissage 24 dans le corps 2 du tri- c8ne est en plus assurée par des soudures 28 effectuées à l'extrémité du trou d'introduction 19, Tout en restant dans le cadre de la présente inven- tion, il est possible de modifier constructivement le tric8ne à molettes coniques décrit ci-dessus à titre d'exemple. En particulier, les éléments roulants du roulement intérieur peuvent tre réalisés non seulement sous forme de rouleaux cylindriques, mais aussi de rouleaux sphériques, de rouleaux coniques ou de billest et ce, selon le sens et la grandeur de la charge appliquée à ce roulement. Les rainures radialement profondes correspondantes de la molette et du tourillon devront alors être adaptées au contour des rouleaux sphériques, des rouleaux coniques ou des billes" Les éléments roulants du roulement extérieur e8té corps du tric8ne et/ou du roulement intérieur peuvent également être guidés à distance les uns des autres au moyen d'une cage ou analogue. Dans la molette, on peut monter plusieurs roulements intérieurs dont les éléments roulants sont introduits soit par un trou d'introduction commun soit par des trous d'introduction séparés pratiqués dans le tourillon entre les deux rainures correspondantes du tourillon et de l'alésage de la molette. -8 Pour finir, les rouleaux du roulement à rouleaux coniques n'ont pas besoin d'être disposés directement sur le tourillon du corps du tric8ne ou dans l'alésage de la molette. Pour les rouleaux coniques, on peut donc prévoir par exemple des bagues de roulement qui sont montées sur le tourillon ou dans l'alésage de la molette de façon que les rouleaux coniques roulent sur ces bagues de roulement. -9- REVENDICATIONS 1. Tric8ne b molettes coniques dont chacune est montée par l'intermédiaire d'un roulement extérieur, cté corps du tricene, et d'au moins un roulement intérieur sur un tourillon raccord4 au corps du tricsne, les éléments roulants du roule- ment intérieur tournant dans une rainure radialement profonde du tourillon et dans une rainure radialement profonde aménagée dans l'alésage de la molette et étant engagés entre les deux rainures formant chemin de roulement par un trou d'introduction sensiblement axisl prévu dans le tourillon, caractérisé par le fait que le roulement extérieur, c8té corps du tric8ne, est réalisé sous la forme d'un roulement (4) b rouleaux coniques (5) et que le trou d'introduction (19) pour les éléments rou- lants (7) du ou des roulements intrieurs (6) est disposé radialement b l'intérieur du chemin de roulement interne (13) du roulement b rouleaux coniques (4) du tourillon (3). 2* TricOne selon la revendication 1t caractérisé par le fait que les lignes do force (8) des rouleaux (5) du roule- ment (4) b rouloeaux coniques sont dirigées obliquement radiale- ment vers l'intérieur en direction du corpa (2) du trienee 3. Tricne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les rouleaux (5) du roulement (4) b rouleaux coniques sont disposés directement sur le tourillon (3) du corps (2) du tricOne. 4. Trictne selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les rouleaux coniques (5) du roulement (4) sont disposés directement dans l'alésage de lb molette (1). 5. Tric8ne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les rouleaux coniques (5) du roulement (4) au niveé-u leur face frontale tournée vers le corps (2) du tricône sont guidés axialement sur un bord (15) venu d'une seule pibce avec la molette (1). - o10 - 6. Trio6ne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractéris6 par le fait que le ou les roulements intérieurs sont Égalisée sous la forme de roulements (6) k rouleaux cylindriques.