Brevet FR2489904A1 — publié le 19820312

-1- Couronne d'orientation avec roulement sans support central. La présente invention concerne une couronne d'orien- tation avec roulement sans support central, constituée par deux bagues de roulement concentriques dont l'une comporte une rainure circulaire ouverte en direction de l'autre bague de roulement, tandis que cette autre bague présente une pro- tubérance ou nervure circulaire s'engageant dans la rainure en ménageant de tous côtés un certain intervalle avec les parois de celle-ci, et dans laquelle il est prévu, entre la surface périphérique de la nervure, d'une part, et une sur- face correspondante prévue dans la rainure, d'autre part, des rouleaux cylindriques servant à-absorber les forces axiales, et entre les surfaces d'extrémité de la nervure, d'une part, et les surfaces d'extrémité correspondantes de la rainure, d'autre part, pour l'absorption des forces axiales, chaque fois une couronne ou rangée d'organes de roulement parmi lesquelles au moins la couronne de support servant à trans- mettre la charge axiale principale comprend des organes de roulement cylindriques. Des couronnes d'orientation avec roulement de ce type doivent pouvoir absorber non seulement des charges axia- les et radiales, mais aussi en même temps des moments de basculement élevés. Les conditions toujours croissantes qui sont imposées à ces roulements aboutissent au fait que, par suite de surcharges élevées, des fissures apparaissent dans la pratique, dans les bagues de roulement, qui ne sont pas complètement soutenues par la structure de raccordement, dans la zone de transition entre le chemin de roulement des or- ganes de roulement et la bague de roulement conjuguée, fis- sures qui aboutissent, au cours du fonctionnement ultérieur, à une rupture de la bague de roulement et ainsi à la destruc- tion du palier. Ces fissures sont une conséquence de l'effet d'encoche qui apparaît dans cette zone dans les bagues de roulement sollicitées à la flexion. Etant donné que, pour des raisons de construction, les rayons des arrondis formés au niveau des zones de tran- sition entre le chemin de roulement des organes de roulement et la bague de roulement sont limités au point de vue dimen- sionnel, il faut compter, pour tenir compte de l'effet -2- d'encoche, avec un coefficient de forme oÉ d'un ordre de grandeur de deux à cinq environ. On a essayé jusqu'ici de réduire les contraintes de flexion élevées qui sont créées entre autres par l'effet d'encoche par un renforcement des bagues de roulement. Ceci aboutit toutefois à une nouvelle augmentation du coefficient de forme o(k et en outre à une augmentation importante du poids et du prix du roulement. En outre, le danger de rupture n'est pas réduit d'une manière judicieuse par ce renforcement. Le but de l'invention est en conséquence d'agencer les points ou zones de transition entre les chemins de rou- lement des organes de roulement et les bagues de roulement, qui sont soumis à des contraintes de flexion, de façon à éviter par des moyens simples les inconvénients énoncés ci- dessus. On parvient à ce résultat, suivant l'invention, par le fait qu'il est prévu, dans la zone de la couronne de rete- nue, à la fois au niveau de la transition entre la nervure ou protubérance et la bague de roulement conjuguée, et également au niveau de la transition entre la zone de la rainure for- mant chemin de roulement et le fond de cette rainure, des sections en arc de cercle dont les rayons correspondent au moins au rayon des organes de roulement qui se trouvent dans la couronne de retenue. Du fait de l'agencement proposé, le coefficient de forme cek est sensiblement égal à l'unité aux points de transition entre le chemin de roulement des organes de roulement et la bague de roulement, ce qui signifie que l'effet d'encoche est dans une large mesure évité dans cette zone. De cette façon, le danger de rupture et la destruction du roulement qui en est la résultante sont diminués. Suivant un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la couronne de retenue comporte des billes qui roulent dans des gorges adaptées sensiblement au contour des billes prévues dans la nervure, d'une part, et dans la rainure, d'autre part, ces gorges rejoignant sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques des bagues de roulement conjuguées. Par suite de la combinaison de la jonction sans gradin ou redan proposée avec le rayon de valeur élevée, on évite la formation de fissures sans -3- devoir admettre des augmentations de poids ou de prix. Suivant un autre mode de réalisation, la couronne de retenue comporte des organes de roulement cylindriques qui roulent sur des fils de roulement ayant en section droite une forme sensiblement semi-circulaire et présentant un rayon égal ou supérieur à la moitié de la longueur des organes de roule- ment, ces fils étant logés dans des gorges appropriées d'une part de la nervure et d'autre part de la rainure, ces gorges rejoignant sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques des bagues de roulement conjuguées. Il est toutefois possible également de prévoir, dans la couronne de retenue, des organes de roulement cylin- driques qui roulent sur des chemins de roulement à plans pa- rallèles entre eux de la nervure, d'une part, et de la rainu- re, d'autre part, des tronçons en arc de cercle dont les rayons correspondent au moins au rayon des organes de roule- ment se raccordant aux chemins de roulement dans leur prolon- gement radial. Mais les inconvénients énoncés de l'effet d'encoche ne sont pas limités à la couronne de retenue, et ils peuvent au contraire aboutir également à une destruction du roulement dans la couronne de support quand les bagues de roulement sont, à cet endroit, sollicitées à la flexion. Suivant une autre particularité de l'invention, la surface d'extrémité de la nervure de l'une des bagues de roulement, qui forme le chemin de roulement pour les organes de roulement cylindri- ques de la couronne de support, se trouve dans le même plan que la surface d'extrémité de cette bague de roulement. De cette manière, les contraintes d'encoche sont également éli- minées dans la zone correspondant à la couronne de support lorsque la bague de roulement est sollicitée à la flexion, comme dans l'exemple de réalisation indiqué. Il en résulte alors en outre cet avantage particulier que la bague de roulement peut avoir, dans le sens axial, une dimension plus faible, ce qui entraîne, du fait de la taille de cette bague de roulement, une économie de poids importante. Pour éviter l'effet d'encoche dans la couronne de support, la bague de roulement peut également être agencée de façon telle que la surface radiale de la nervure de -4- 11une- des bagues de roulement, formant le chemin de roule- ment des organes de roulement cylindriques de la couronne de support, rejoigne par un arrondi la surface d'extrémité de la bague de roulement, cet arrondi présentant un rayon égal ou supérieur au diamètre des organes de roulement cylindri- ques. Enfin, il est également possible, dans le cadre de l'invention, de constituer les chemins de roulement destinés aux organes de roulement de la couronne de support par des fils de roulement ayant une section droite sensiblement semi- circulaire, présentant un rayon égal ou supérieur à la moitié de la longueur des organes de roulement et logés dans des gorges appropriées de la nervure, d'une part, et de la rainu- re, d'autre part, ces gorges rejoignant sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques des bagues de roule- ment conjuguées. On réalise avec un tel agencement, d'une manière simple, un roulement capable de supporter des forces axiales élevées, dans lequel un traitement de trempe séparé des bagues de roulement est rendu inutile par l'insertion des fils de roulement trempés et dans lequel l'effet d'encoche est malgré tout éliminé. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. Les Fig. 1 à 5 sont des vues en coupe partielle - de différents modes de réalisation de l'invention. Les roulements représentés comportent tous une bague de roulement 1 munie d'une nervure ou protubérance 2 et une bague de roulement 3 qui est constituée par la réu- nion d'une bague de support 4 et d'une bague de retenue 5, ces bagues formant ensemble la rainure 6. Des organes de roulement cylindriques 7 sont disposés entre la rainure 6 et la nervure 2 pour l'absorption des forces radiales, et des organes de roulement cylindriques 8 sont prévus dans la couronne de support pour l'absorption de la charge axia- le principale. Suivant les Fig. 1 et 2, il est prévu, dans la couronne de retenue, des billes 9 qui roulent dans des gorges 10 de la nervure 2 sensiblement adaptées au contour -5- des billes, d'une part, ainsi que dans des gorges 11 de la rainure 6, d'autre part. Ces gorges 10 et Il rejoignent sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques 12 et 13 de la bague de roulement 1 et de la bague de retenue 5. Sur la Fig. 1, ces chemins de roulement des organes de roulement cylindriques 8 de la couronne de support sont formés directement par la surface d'extrémité 14 de la bague de roulement 1. Une bague 16 est fixée sur la bague de sup- port 4 afin de servir de surface de butée pour la cage 15 guidant les organes de roulement cylindriques 8. Dans le cas du mode de réalisation que montre la Fig. 2, la surface radiale 17 de la bague de roulement 1, qui forme la surface de roulement des organes de roulement cylin- driques 8 de la couronne de support, rejoint par un arrondi 18 la surface d'extrémité 14, cet arrondi 18 ayant un rayon qui correspond sensiblement au diamètre des organes de rou- lement cylindriques 8. Une pièce de remplissage ou cale annu- laire 19 est insérée dans l'arrondi 18 de la bague de roule- ment 1, pour le guidage de la cage 15. On a montré sur la Fig. 3 un mode de réalisation qui correspond, en ce qui concerne la couronne de support servant à absorber la charge axiale principale, au mode de réalisation selon la Fig. 1. Dans ce cas, il est prévu dans la couronne de retenue des organes de roulement cylindriques 20 qui roulent sur des fils de roulement 21 ayant en section droite une forme sensiblement semi-circulaire. Les fils de roulement 21 sont logés dans des gorges appropriées 22 et 23 qui rejoignent sans gradin ou redan les surfaces périphé- riques cylindriques 24 et 25 de la bague de roulement 1 et de la bague de retenue 5 respectivement. Dans le cas du mode de réalisation que montre la Fig. 4, qui correspond en ce qui concerne la couronne de retenue à la Fig. 3, les organes de roulement cylindriques 7 absorbant les forces radiales roulent sur des fils de roulement 26, et les organes de roulement cylindriques 8 prévus dans la couronne de support roulent sur des fils de roulement 27, ces derniers fils étant logés dans des gorges appropriées 28 et 29 de la bague de roulement 1 et de la bague de support 4 respectivement. Suivant l'invention, les -6- gorges 28 et 29 de la couronne de support rejoignent ici encore sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylin- driques 30 et 31 de la bague de roulement 1 et de la bague de support 4 respectivement. La variante de réalisation que montre la Fig. 5 comprend, dans la couronne de support, des organes de roule- ment cylindriques 8, et dans la couronne de retenue des orga- nes de roulement cylindriques 20, qui roulent tous deux sur des chemins de roulement parallèles 32 et 33 de la nervure 2, d'une part, et de la rainure 6, d'autre part. Pour éviter l'effet d'encoche, il est prévu dans ce cas, dans le prolon- gement radial des chemins de roulement 32, 33, à la fois dans la couronne de support et dans la couronne de retenue, des tronçons en arc de cercle 34 dont les rayons correspondent au rayon des organes de roulement cylindriques 8 et 20. Comme cela a déjà été décrit pour la Fig. 2, des pièces de remplis- sage ou cales 35 sont ici encore insérées dans les tronçons en arc de cercle 34 de la bague de roulement 1 et de la bague de retenue 5 respectivement, pour assurer le guidage de la cage. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. -7- REVENDICATIONS 1.- Couronne d'orientation avec roulement sans support central, constituée par deux bagues de roulement concentriques dont l'une comporte une rainure circulaire ouverte en direction de l'autre bague de roulement, tandis que cette autre bague présente une protubérance ou nervure circulaire s'engageant dans la rainure en ménageant de tous côtés un certain intervalle avec les parois de celle-ci, et dans laquelle il est prévu, entre la surface périphérique de la nervure, d'une part, et une surface correspondante prévue dans la rainure, d'autre part, des rouleaux cylindriques ser- vant à absorber les forces radiales, et entre les surfaces d'extrémité de la nervure, d'une part, et les surfaces d'ex- trémité correspondantes de la rainure, d'autre part, pour l'absorption des forces axiales, chaque fois une couronne ou rangée d'organes de roulement parmi lesquelles au moins la couronne de support servant à transmettre la charge axiale principale comprend des organes de roulement cylindriques, caractérisée en ce qu'il est prévu, dans la zone correspon- dant à la couronne de retenue opposée à la couronne de sup- port et absorbant simplement le moment de basculement provo- quant un décollement, à la fois dans la zone de transition entre la nervure (2) et la bague de roulement conjuguée (1), et dans la zone de transition entre la partie de la rainure (6) servant de chemin de roulement et le fond de cette rai- nure, des tronçons en arc de cercle (10, Il, 22, 23, 34) dont les rayons correspondent au moins au rayon des organes de roulement (9, 20) qui sont présents dans la couronne de retenue. 2.- Couronne d'orientation avec roulement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne de retenue comprend des billes (9) qui roulent dans des gorges (10, 11) adaptées sensiblement au contour des billes, pré- vues dans la nervure (2), d'une part, et dans la rainure (6), d'autre part, ces gorges (10, 11) rejoignant sans gra- din ou redan les surfaces périphériques cylindriques (12, 13) des bagues de roulement conjuguées (1, 5). 3.- Couronne d'orientation avec roulement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne de -8- retenue comprend des organes de roulement cylindriques (20) qui roulent sur des fils de roulement (21) ayant une section droite sensiblement semi-circulaire et présentant un rayon égal ou supérieur à la moitié de la longueur des organes de roulement, ces fils étant logés dans des gorges appropriées (22, 23) de la nervure (2), d'une part, et de la rainure (6), d'autre part, ces gorges (22, 23) rejoignant sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques (24, 25) des bagues de roulement (1, 5). 4.- Couronne d'orientation avec roulement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la couronne de retenue comporte des organes de roulement cylindriques (20) qui roulent sur des chemins de roulement à plans parallèles (32, 33) de la nervure (2), d'une part, et de la rainure (6), d'autre part, des tronçons en arc de cercle (34) dont les rayons correspondent au moins au rayon des organes de roule- ment, se raccordant aux chemins de roulement (32, 33) dans leur prolongement radial. 5.- Couronne d'orientation avec roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface d'extrémité de la nervure (2) de l'une des bagues de roulement (1), qui forme le chemin de roulement pour les organes de roulement cylindriques (8) de la couronne de support, se trouve dans le même plan que la surface d'ex- trémité (14) de cette bague de roulement (1). 6.- Couronne d'orientation avec roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface radiale (17) de la nervure (2) de l'une des bagues de roulement (1), qui forme le chemin de roulement des organes de roulement cylindriques (8) de la couronne de sup- port, rejoint par un arrondi (18) la surface d'extrémité (14) de la bague de roulement (1), cet arrondi (18) ayant un rayon égal ou supérieur au diamètre des organes de roulement cylindriques (8). 7.- Couronne d'orientation avec roulement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4v, caractérisée en ce que les chemins de roulement des organes de roulement cylindriques (8) de la couronne de support sont constitués par des fils de roulement (27) ayant une section droite -9- sensiblement semi-circulaire, présentant un rayon égal ou supérieur à la moitié de la longueur des organes de roulement et insérés dans des gorges appropriées (28, 29) de la nervure (2), d'une part, et de la rainure (6), d'autre part, ces gorges (28, 29) rejoignant sans gradin ou redan les surfaces périphériques cylindriques (30, 31) des bagues de roulement conjuguées (1, 4).