Brevet FR2526892A1 — publié le 19831118

Ensemble de palier pour des rouleaux porteurs ou similaires La présente invention concerne un ensemble de palier pour des rouleaux porteurs ou similaires, compor- tant sur ses deux cbté des tourillons porteurs pouvant être enclenchés chacun axialement dans une ouverture axia- le de la paroi intérieure du supports dans lequel l'un au moins des deux tourillons porteurs est monté dans une ba- gue extérieure fixée dans l'alésage du rouleau porteur et un palier lisse ou à billes comportant une pièce inté- rieure qui, en surmontant la force d'un élément élastique, peut tre déplacée axialement vers l'intérieur par rapport à la bague extérieure, et dans lequel une bague d'étanchéi- té assurant l'étanchéité vers l'extérieur du volume du pa- lier est située entre le support et le palier lisse ou à billes. Il existe déjà un palier pour un rouleau por- teur dans lequel la bague extérieure d'un palier à billes est disposée dans l'alésage du rouleau porteur de manière à pouvoir se déplacer axialement contre la force d'un res- sort hélicoldal (Brevet des Etats Unis d'Amérique NI 13 62 910) Ce palier connu présente l'inconvénient qu'un Jeu de glissement ou de déplacement doit être prévu entre la bague extérieure et sa surface d'appui dans l'alésage du rouleau porteur de sorte que ce dernier présente un ba- lourd radial Avec ce palier connu, le montage du rouleau porteur pose des difficultés car la bague extérieure mobi- le avec jeu sur sa surface d'appui peut s'incliner sur cette surface d'appui et par conséquent se coincer sous l'effet du déplacement axial de la pièce intérieure et de la bague extérieure qui lui est appliqué par l'intermé- diaire des billes Ce n'est qu'en surmontant une grande force de serrage quela bague extérieure peut être intro- duite dans le rouleau porteur à l'introduction du touril- lon du rouleau dans l'ouverture correspondante du support. Le risque existe donc que le chemin de roulement extérieur et le chemin de roulement intérieur du roulement à bil- Les soient écrasés et endommagés aux positions de con- tact avec les billes. De plus, ce palier connu doit être utilisé mi- nutieusement car au montage du roulement à billes dans le rouleau porteur, un ressort hélicoldal doit tre em- botté entre la bague extérieure du roulement à billes et une surface d'appui radiale dans l'alésage du rouleau porteur En outre, avec ce palier connu, un intervalle axial relativement grand doit être prévu entre la bague d'étanchéité et le rouleau porteur de sorte que dans de nombreux cas, l'effet de la bague d'étanchéité est insuf- fisant et imparfait. Selon l'invention, la bague d'étanchéité est ac- couplée de façon fixe avec la bague extérieure du palier lisse ou à billes et/ou le rouleau porteur et comporte une lèvre d'étanchéité élastique axsialement vers l'exté- rieur constituant l'élément élastique qui est disposéede manière à glisser de façon étanche sur une surface d'ap- pui dirigée axialement vers l'intérieur, de la pièce in- térieure. Grâce à cette disposition, le risque de surchar- ge du palier lisse ou à roulement sous l'effet d'un dé- placement axial de la pièce intérieure contre la force d'un élément élastique est éliminé Le palier doit en outre comporter un palieà lisse ou à roulement parfaite- ment étanche par rapport à l'extérieur et permettre un support précis des deux tourillons du rouleau porteur dans les ouvertures des supports correspondants. Grâce à cette disposition selon l'invention, la bague extérieure du palier lisse ou à roulement peut être fixée sans jeu dans le rouleau porteur Cela offre l'avan- tage en fonctionnement d'une rotation du rouleau porteur silencieuse et sans balourd Le rouleau porteur peut aussi, avant son montage dans les supports, être terminé et emmagasiné avec les deux paliers lisses ou à roulement. Le volume intérieur des paliers lisses ou à roulement 3 2526892 est ainsi protégé contre l'entrée de poussière, d'humi- dité ou de salissures. A l'introduction des deux tourillons porteurs du rouleau porteur, chacun dans une ouverture axiale du support correspondant, l'une ou les deux pièces intérieu- res de tourillons pénètrent axialement dans le rouleau support, contre la force élastique de la lèvre de la ba- gue d'étanchéité, jusqu'à ce que la distance entre les surfaces d'extrémité des deux tourillons soit égale ou inférieure & la distance entre les parois intérieures se faisant face latéralement des deux supports Ensuite, le rouleau porteur avec ses deux tourillons est introduit entre les parois intérieures du support Finalement, - sous l'effet de la force élastique d'une lèvre d 8 étanchéi- té ou des deux, les deux pièces intérieures s'enclenchent axialement de l'intérieur vers l'extérieur dans les ouver- tures des supports correspondants A ce moment, une légère force d'appui est produite en fonctionnement par les lèvres d'étanchéité, par laquelle ces dernières glissent de façon étanche sur les surfaces d'appui des pièces intérieures correspondantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague extérieure du palier lisse ou à roulement suppor- te à sa surface extérieure une douille intermédiaire en matière plastique, par exemple en une matière plastique polymère, fixée dans l'alésage du rouleau support, et la bague d'étanchéité est réaliséed'une seule pièce avec cet- te douille intermédiaire, à une de ses extrémités exté- rieures axialement Cela a pour effet que le palier lisse ou à roulement est fixé dans le rouleau porteur par une douille intermédiaire amortissant les vibrations. Selon une autre caractéristique encore de l'in- vention, la surface d'appui pour la lèvre d'étanchéité est constituée par une collerette d'un manchon fixé sur le tourillon porteur de la pièce intérieure, en saillie radiale sur la surface extérieure de la pièce intérieure. Grace à cette disposition, la surface d'appui pour la lèvre d'étanchéité est protégée par la pièce intérieure du palier lisse ou à roulement contre les milieux agres- sifs (acides) de l'environnement du rouleau porteur par le manchon fixé sur le tourillon porteur, ce manchon pouvant être réalisé en acier inoxydable, recouvre le tourillon du palier lisse ou à roulements par rapport à l'extérieur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le manchon est prévu avec une surface d'extrémité ou une surface d'appui dirigée axialement vers l'intérieur, s'appuyant sur un épaulement lui faisant face de la pièce intérieure; la collerette du manchon est disposéede ma- nière à s'appuyer axialement vers l'extérieur sur-la pa- roi intérieure du support correspondant; le contour de la surface extérieure du manchon, dans la région de cou- verture du support correspondant, est réalisé polygonal et sa section est adaptée mécaniquement à celle de l'ouver- ture de forme polygonale correspondante; dans le cas o l'un au moins des deux tourillons du rouleau porteur est supporté dans un roulement à billes dans l' alésage du rouleau porteur, l'un des chemins de roulement est cylin- drique, l'autre est en forme de gouttière et les billes sont disposées entre ces deux chemins de roulement; un épaulement de roulement pour les billes est prévu sur un c 8 té du chemin de roulement cylindrique, en saillie radia- le, pour limiter vers l'intérieur le mouvement axial de la pièce intérieure; et le tourillon de la pièce intérieu- re comporte une surface d'extrémité extérieure avec un trou taraudé usiné axialement pour sa fixation axiale dans l'ouverture du support correspondant au moyen d'un boulon ou similaire Grâce à ces dispositions, le rouleau-porteur peut 9 tre fabriqué de façon particulièrement simple et économique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention appara tront au cours de la description qui va suivre de trois exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est une coupe longitudinale du pa- lier d'un rouleau porteur, la Figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la Figure 1, la Figure 3 est une coupe longitudinale d'une va- riante de palier d'un rouleau porteur, la Figure 4 est une vue partielle du support de la Figure 3, vue dans la direction de la flèche B mais sans le rouleau porteur, et la Figure 5 est une coupe longitudinale d'une autre variante d'un palier de rouleau porteur. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne un rouleau porteu tubulaire, symétrique latéralement avec l'un de ses deux supports 2 Le support 2 comporte un pied 4 fixé sur une base 3 par des vis ou similaires (non repré- sentés) et relié à une aile latérale dirigée verticale- ment, comprenant une paroi intérieure plane 5. Une douille intermédiaire 7 en matière plastique est fixée dans l'alésage 6 du rouleau porteur 1 Cette douille intermédiaire comporte une collerette 8 extérieu- re latéralement qui s'appuie axialement vers l'intérieur sur la surface extérieure 9 de l'extrémité correspondante du rouleau porteur 1. Dans le cas présent, la bague extérieure 10 en forme de cuvette d'un roulement à billes est fixée par emmanchement sous pression à l'intérieur de la douille in- termédiaire 7 La bague extérieure 10 comporte un chemin de roulement extérieur cylindrique 1 l pour les billes 12 relié à un épaulement de liaison 13, dirigé radialement vers l'intérieur L'épaulement de liaison 13 limite le mouvement axial de la partie intérieure 14 vers l'intéri- eur, en ce que lors d'un mouvement axial vers l'intérieur de la partie intérieure 14, les billes 12 s'appuient con- tre cet épaulement 13. Le roulement à billes comporte une partie in- térieure 14 avec un chemin de roulement intérieur 15 en forme de gouttière pour les billes 12 Sur le cbté exté- 6 2526892 rieur, la partie intérieure 14 est reliée en une seule pièce avec un tourillon porteur 16 disposé coaxialement. Les billes 12 du roulement à billes sont intro- duites, dans une cage de type courant, entre le chemin de roulement extérieur 11 de la bague extérieure 10 et le chemin de roulement intérieur de la partie intérieure 14. La cage comporte une partie 17 d'extrémité extérieure qui est guidée étroitement entre le chemin de roulement exté- rieur cylindrique 11 de la bague extérieure 10 et la sur- face extérieure cylindrique de la partie intérieure 14. A son extrémité extérieure axfalement, la douille intermédiaire 7 est réalisée en une pièce avec une bague d'étanchéité 18 Cette bague d'étanchéité 18 est également accouplée de façon fixe par la douille intermédiaire 7 avec la bague extérieure 10 et le rouleau porteur 1 Elle comporte une lèvre d'étanchéité 19 élastique axialement vers l'extérieur, disposée de manière à glisser de façon étanche sur une surface d'appui 20 dirigée axialement vers l'intérieur, et accouplée de façon fixe avec la partie in- térieure 14. Dans le présent mode de réalisation, la surface d'appui 20 est constituée par une collerette en saillie radialement sur la surface extérieure de lapartie intérieu - re 14, faisant partie d'un manchon 21 fixé sur le touril- lon 16 de la partie intérieure 14 Par ailleurs, la sur- face d'appui 20 de la collerette du manchon 21 est dispo- sée pour s'appuyer axialement vers l'intérieur sur un épaulement 22 de la partie intérieure 14 lui faisant face. Vers l'extérieur, la collerette du manchon 21 s'appuie sur la paroi intérieure 5 du support 2 correspondant. Comme le montre la Figure 2, le contour de la surface extérieure du manchon 21 dans la région de l'ouverture 23 du support de correspondant est polygonale (hexagonale) et sa forme est adaptée à la section de l'ouverture 23 du support 2, également polygonale (hexa- gonale) Le tourillon porteur 16 de la partie intérieure 14 comporte un trou taraudé 24 concentrique, usiné axiale- ment dans sa surface d'extremité extérieure Dans ce trou taraudé 24 est vissé le boulon 25 qui fixe axialement la partie intérieure 14 dans l'ouverture 23 du support 2. Pour le montage du rouleau porteur 1 prévu sur les deux côtés avec le tourillon porteur 16 et un roule- ment à billes, dans chaque ouverture 23 du support cor- respondant, chacun des deux roulements à billes ave;c la douille intermédiaire 7 est introduit axialement dans l'alésage du rouleau porteur 1 et fixé, par exemple par emmanchement Ensuite, le manchon 21 est enfilé axiale- ment sur le tourillon porteur 16 de chaque partie intérieu- re 14 jusqu'à l'appui contre l'épaulement 22, et il est fixé sur le tourilion porteur 16 par collage, compression ou similaire. Chacune des deux parties intérieures 14 du rou- leau porteur 1 est ensuite déplacéeaxialement vers l'inté- rieur avec les billes 12 contre la force élastique axiale de la lèvre d'étanchéité 19, Jusqu'à ce que les extrémités opposées des deux tourillons 16 se trouvent à una distan- ce mutuelle un Peu inférieure à la distance entre les pa- rois intérieures 5 en regard des supports 2 Dans ces cons ditions, le rouleau porteur 1 est introduit entre les pa- rois intérieures 5 cpposées entre elles (sur la Figure 1 du haut vers le bas) Ensuite, les deux parties intérieu- res 14 du rouleau porteur 1 sont libérées de sorte que les tourillons 16 s'enclenchent automatiquement dans les ouvertures 23 correspondantes, sous l'effet de la force élastique des lèvres d'étanchéité 19 A ce moment, la sur- face extérieure polygonale du manchon 21 s'enclenche mé- caniquement dans l'ouverture 23 du support 2 de forme poly- gonale correspondante et elle est ainsi assurée contre toute rotation dans l'ouverture 23 La collerette du man- chon 21 vient en appui axial pour l'immobiliser sur la pa- roi intérieure 5 du support 2 correspondant Enfin, les boulons 25 sont vissés dans les trous taraudés 24 des par- ties intérieures 14 Ainsi, la tête du boulon 25 s'appuie par une rondelle d'appui 26 et une rondelle élastique 27 sur la paroi extérieure de l'aile latérale du support 2 correspondant. La Figure 3 représente une variante d'un palier pour un rouleau porteur ou similaire, qui est réalisé a d'une manière similaire au palier représenté sur les Fig. 1 et 2 La bague d'étanchéité 18 est également accouplée solidairement avec la douille intermédiaire 7 et comporte une lèvre d'atanchéité 19 élastique axialement vers l'ex- térieur La lèvre d'étanchéité 19 sert d'élément élasti- que et elle est disposée pour glisser de façon étanche sur une surface d'appui 20 d'un manchon 21, dirigéeaxiale- ment vers l'intérieur Dans le cas présentla surface d'ap- pui 20 du manchon 21 est formée par un pli d'une douille cylindrique à paroi mince Le manchon 21 lui-mime peut *tre réalisé en feuille d'acier inoxydable Il est roulé ou embouti dans une rainure annulaire 28 de la surface ex- térieure de la pièce intérieure 14 de sorte qu'il est fixé aussi bien dans la direction radiale que dans la direction axiale dans la rainure annulaire 28 La lèvre d'étanchéité 19 glisse non seulement axialement sur la surface d'appui mais aussi radialement sur la surface extérieure du manchon 21 La rigidité de la lèvre d'étanchéité 19 est augmentée dans la direction radiale par un ressort annulai- re 29. Dans le palier représenté sur la Figure 3, un chemin de roulement intérieur 30 cylindrique pour les bil- les 12 est prévu sur la pièce intérieure 14 Ce chemin de roulement intérieur 30 est relié vers l'extérieur à un épaulement d'appui 31 en saillie radiale qui, quand la pièce intérieure 14 est emmanchée dans le rouleau porteur 1, limite axialement vers l'intérieur le mouvement axial de la pièce intérieure 14 par l'intermédiaire des billes 12 Les billes 12 sont guidées sans jeu axial dans le che- min de roulement extérieur 12 en forme de gouttière de la bague extérieure 10. Le manchon 21 comporte une partie extérieure cy- lindrique qui es L fixée sur le tourillon porteur cylindri- que de la pièce intérieure 14 La surface extérieure cy- lindrique 33 de cette partie a un diamètre qui est un peu plus petit que la largeur 34 d'un logement 35 (Fig 4) usiné dans la paroi intérieure 5 du support 2 et débou- chant dans l'ouverture 23. Au montage du rouleau porteur 1 complété avec les deux douilles intermédiaires 7 et les deux roulements à billes, ce rouleau avec ses tourillons porteurs 16 sur lesquels sont enfilés les manchons 21 est placé sur le bord supérieur 36 arrondi (chanfreiné) vers l'extérieur du logement 35, et légèrement poussé A ce moment, sous l'effet de la force de réaction dirigée axialement vers l'intérieur, les deux tourillons porteurs 16 du rouleau 1 sont repoussés axialement l'un par rapport à l'autre, vers l'intérieur dans le rouleau porteur 1 La surface d'extrémité extérieure plane de chaque tourillon 16 glis- se sur le fond du logement 35 du support 2 correspondant, vers le bas A ce moment, les surfaces extérieures des parties extérieures cylindriques des manchons 21 sont guidées le long des bords de retenue 37 dulogement 35, se faisant face A l'introduction du rouleau porteur 1, les deux tourillons 16 pénètrent finalement dans les ouvertures 23 correspondantes de sorte qu'ils sont enclen- chés axialement dans les ouvertures 23 de la paroi inté- rieure 5 des supports 2, sous l'effet de la force élasti- que des lèvres d'étanchéité 19 La fixation des deux tou- rillons porteurs 16 du rouleau porteur 1 dans les ouver- tures 23 se fait de façon analogue à celle assurée dans la disposition des Figures 1 et 2 au moyen d'un boulon 25. La Figure 5 représente un palier similire pour un rouleau porteur ou similaire mais dans lequel la pièce intérieure 14 et la bague extérieure 38 constituent un palier lisse cylindrique. La pièce intérieure 14 est faite d'une seule pièce avec un tourillon porteur 16 et elle supporte la force d'une lèvre d'étanchéité 19 servant d'éléments élas- tiques, disposée pour pouvoir se déplacer axialement vers l'intérieur La lèvre d'étanchéité 19 est faite d'une pièce en matière plastique avec la bague d'étanchéité 18 et la douille intermédiaire 7 Etant donné que la douille intermédiaire 7 est également fixée dans le rou- leau porteur 1 et qu'elle maintient la bague extérieure 38 dansson alésage, la bague d'étanchéité 18 est accou- plée de façon fixe avec la bague extérieure 38 du palier lisse et avec le rouleau porteur 1 La lèvre d'étanchéi- té 19 est disposée pour glisser de façon étanche sur une surface d'appui 20 d'un manchon 21, accouplé de façon fixe avec la pièce intérieure 14, et dirigée axialement vers l'intérieur Dans le cas présents le manchon 21 est cylindrique et il est emmanché axialement sur le tourillon porteur 16 de la pièce intérieure 14 Un re- bord d'appui 39 dirigé radialement vers l'intérieur sur le c 8 t 6 extérieure du manchon 21 vient en appui sur la surface d'extrémité extérieure 40 de la pièce intérieure 14. A l'extrémité intérieure du trou taraudé 24 de lap Lèce intérieure 14 est fixée une butée 41 en poly- uréthane expansé à alvéoles ouvertes, imprégné d'hui- le de graissage A l'emmanchement de la pièce intérieure 14 dans le rouleau porteur 1, cette butée 41 vient en contact avec la paroi intérieure fermée 42 de la bague extérieure 38 en forme de cuvette De cette manière, le déplacement axial de la pièce intérieure est limité vers l'intérieur Egalement au contact de la butée 41 avec la paroi intérieure 42, de l'huile est libérée pour la lubrification du palier lisse Sous l'effet d'importants mouvements axiaux dans un sens et dans l'au- tre du rouleau porteur 1 monté, les butées 41 viennent en contact avec les parois intérieures 42 des bagues ex- térieures 38, contre la force axiale des lèvres d'étan- chéité 19 Chaque butée 41 est alors légèrement comprimée et libère ainsi de l'huile de lubrification dans le vo- lume du palier lisse (graissage ultérieur du palier en fonctionnement). Les modes de réalisation qui ont été décrits peuvent subir des modifications dans le cadre de l'in- vention Il est également possible de prévoir un palier par lequel un rouleau porteur est supporté de façon non symétrique latéralement, c'està-dire qué sur un côté le rouleau porteur est supporté par un roulement et suri le côté opposé par un papier lisse Il est en outre pos- sible de prévoir, comme dispositif élastique, une lèvre d'étanchéité de la bague d'étanchéité sur un aeul côté du rouleau porteur Sur le côté opposé du rouleau, la pièce intérieure du palier lisse ou du roulement peut étre disposée de manière à ne pas pouvoir se déplacer axialement. 1 2526892 REVENDICATIONS 1 Ensemb Le de palier pour un rouleau porteur ou similaire, comportant sur ses deux c 8 tésdes tourillons porteux pouvant tre enclencha chacun axialement dans une ouverture axiale de la paroi intérieure d'un support, dans lequel l'un au moins des deux tourillons porteurs est monté dans une bague extérieure fixée dans l'alésage du rouleau porteur et un palier lisse ou à billes com- portant une pièee intérieure qui, en surmontant la force d'un élément élastique, peut être déplacée axialement vers l'intérieur par rapport à la bague extérieure et dans lequel une bague d'étanchéité assurant l'étanchéité vers l'extérieur du volume du palier est située entre le support et le palier lisse ou à billes, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité( 18) est accouplée de façon fixe avec la bague extérieure ( 10) du palier lisse ou à billes, ou le rouleau porteur ( 1) ou les deux, et comporte une lèvre d'étanchéité ( 19) élastique axiale- ment vers l'extérieur constituant l'élément élastique, qui est disposée de manière à glisser de façon étanche sur une surface d'appui ( 20) dirigée axialement vers l'in- térieur, associée avec la pièce intérieure ( 14). 2 Ensemble de palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague extérieure ( 10) du palier lisse ou à roulement supporte, à sa surface extérieure, une douille intermédiaire ( 7) en matière plastique, par exemple en une matière plastique polymère, fixée dans l'alésage du rouleau porteur ( 1), la bague d'étanchéité ( 18) étant réalisée d'une seule pièce avec cette douille intermédiaire ( 7) à l'une de ses extrémités extérieures axialement 3 Ensemble de palier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface d'appui ( 20) pour la lèvre d'étanchéité ( 18) est constituée par une collerette d'un manchon ( 21) fixé sur un tourillon por- teur ( 16) de la pièee intérieure ( 14), en saillie radiale sur la surface extérieure de la pièce intérieure ( 14). 4 Ensemble de palier selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon ( 21) est prévu avec une surface d'extrémité ou une surface d'appui ( 20) di- rigée axialement vers l'intérieur, s'appuyant axialement sur un épaulement ( 22) de la pièce intérieure ( 14) lui faisant face. Ensemble de palier selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la collerette du manchon ( 21) est disposée de manière à s'appuyer axialement vers l'extérieur sur la paroi intérieure ( 5) du support ( 2) correspondant. 6 Ensemble de palier selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le con- tour de la surface extérieure du manchon ( 21) dans la ré- gion de l'ouverture ( 23) du support ( 2) correspondant est réalisé en forme polygonale, sa section étant adap- tée mécaniquement à celle de l'ouverture ( 23) de forme polygonale correspondante. 7 Ensemble depalier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins l'un des deux tourillons du rouleau porteur est supporté par un roulement à billes dans l'alésage du rouleau porteur, caractérisé en ce que l'un des chemins de roulement ( 11, ) est cylindrique, l'autre étant en forme de gouttière et les billes ( 12) étant disposées entre ces deux chemins de roulement. 8 Ensemble de palier selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un épaulement de roulement ( 13) pour les billes ( 12) est prévu sur un c 8 té du chemin de roulement cylindrique (il), en saillie radiale, pour li- miter vers l'intérieur le mouvement axial de la pièce intérieure. 9 Ensemble de palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tou- rïllon ( 16) dela pièce intérieure ( 14) comporte une sur- face d'extrémité extérieure avec un trou taraudé ( 24) usiné axialement panr sa fixation axiale dans l'ouverture ( 3) du support correspondant ( 2) au moyen d'un boulon ( 25) ou similaire.