Brevet FR2552506A1 — publié le 19850329

Dispositif de palier pour arbre pouvant prendre une inclinaison La présente invention concerne un dispositif de palier pour un arbre ou une broche, notamment pour un arbre vertical, qui est suspendu dans un bâti de façon à pouvoir tourner, ce dispositif comprenant un premier roulement agencé pour trans5 férer les efforts radiaux de l'arbre vers le bâti tout en permettant une certaine inclinaison de l'arbre par rapport à son axe de rotation nominal, et un second roulement agencé pour transférer les efforts axiaux de l'arbre au bâti, le second roulement étant agencé, au moyen de l'une des bagues de roulement, pour transférer les efforts axiaux par l'intermédiaire de deux surfaces de contact en butée mobiles l'une Far rapport à l'autre de façon à rendre possible ladite inclinaison de l'arbre au cours de sa rotation. Un palier de ce type est décrit dans le brevet alle15 mand N 651 907 Dans ce roulement connu, les deux surfaces de contact en butée sont ménagées dans le bâti et dans la bague non rotative (inférieure) du roulement qui transfère les efforts axiaux Le roulement tout entier transférant des efforts axiaux, c'est à dire tant la bague (supérieure) du 20 roulement tournant avec l'arbre que la bague non rotative (inférieure) du roulement, est ainsi conçu pour accompagner l'inclinaison de l'arbre en rotation par rapport à l'axe de rotation. Dans cette disposition connue: une inclinaison de 25 l'arbre aura pour conséquence le fait que la surface de contact ménagée dans le roulement axial se déplacera toujours par rapport la surface de contact formée dans le bâti au cours de la rotation de l'arbre, et cela en dépit du fait qu'aucune des surfaces de contact ne tourne autour de l'axe 30 de rotation de l'arbre. Même si on peut réduire les frottements entre les surfaces de contact envisagées ici, à une valeur faible dans une certaine mesure, la disposition connue fait que le roulement axial est soumis à des efforts indésirables lors de la -2 rotation de l'arbre; ces efforts tendent à incliner les deux bagues du roulement l'une par rapport à l'autre Cela provoque une charge, une vibration et une usure indésirables du roulement axial. La présente invention vise à éviter que le roulement axial soit soumis à des efforts indésirables de ce type lorsque l'arbre tourne alors qu'il est incliné par rapport à son axe de rotation nominal. Selon l'invention, ce résultat peut être atteint,dans 10 un dispositif de palier du type décrit en introduction, en ménageant les deux surfaces de contact dans des organes respectivement solidaires de l'arbre et de la bague rotative du roulement qui transfère les efforts axiaux Selon l'invention, ces surfaces de contact sont ainsi agencées pour tourner 15 avec l'arbre. Grâce à l'invention, la surface de contact solidaire de l'arbre, lors d'une inclinaison de l'arbre d'un certain angle par rapport à l'axe de rotation nominal de l'arbre, prendra une certaine position par rapport à la surface de contact solidaire du roulement axial; ces positions mutuelles ne changent pas du fait de la rotation de l'arbre Tant que l'arbre tourne avec une certaine inclinaison par rapport à son axe de rotation, le roulement axial n'est donc soumis à aucune force indésirable par suite de l'inclinaison elle25 même Ce n'est que lors de variations de l'amplitude de l'inclinaison que de telles forces peuvent apparaître. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le premier roulement, c'est à dire le roulement qui transfère les efforts radiaux, est un roulement dit sphérique, et les deux surfaces de contact sont en forme de portions de sphères, lesdites surfaces de contact étant agencées pour que leur centre géométrique commun coïncide avec le centre de pivotement éventuel de l'arbre dans le roulement sphérique. L'invention est décrite ci-dessous en faisant référence aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 représente une première forme de réalisation d'un dispositif de palier selon l'invention, et la figure 2 représente une seconde forme de réalisation d'un dispositif de palier selon l'invention. La figure 1 montre un bâti 1 supportant un boîtier de roulements 2 A l'intérieur du boîtier de roulements sont disposés deux roulements différents 3 et 4, respectivement;. le roulement supérieur 3 transmet les efforts axiaux et leroulement inférieur 4 transmet les efforts radiaux. Le boîtier de roulements 2 supporte les bagues extérieures 5 et 6 appartenant respectivement aux deux roulements 3 et 4; une rondelle d'entretoisement 7 maintient ces bagues de roulement espacées l'une de l'autre La bague extérieure 6 du roulement inférieur est supportée par le bol15 tier de roulement 2 par l'intermédiaire d'une bague d'entretoisement 8 et une rondelle élastique 9, la bague 5 du roulement supérieur reposant sur la bague de roulement 6 par l'intermédiaire de ladite rondelle d'entretoisement 7. Le roulement inférieur 4, qui est un roulement à 2 Q billes dit sphérique, comporte une bague intérieure 10 Une douille annulaire 11 est disposée dans un chambrage de la partie d'extrémité basse d'un arbre 12 s'étendant verticalement vers le haut à travers lesdeux roulements 3 et 4. La bague de roulement 10 est reliée à l'arbre 12 de manière à pouvoir tourner avec lui, tandis que la bague intérieure 13 du roulement supérieur entoure l'arbre 12 avec un certain jeu. La bague intérieure 13 du roulement supérieur 3 supporte un organe 14 qui présente une surface convexe vers le 30 haut en forme de portion de sphère Cet organe 14 entoure également l'arbre 12 avec un certain jeu La surface en forme de portion de sphère est en contact avec une surface concave, de même rayon de courbure, formée dans un autre organe 15, qui repose sur l'organe 14 L'organe 15 est porté par une roue dentée 16, qui est elle-même fermement reliée à l'arbre 12 par un embrayage 17. Une vis sans fin 18 engrenant la roue dentée 16 permet d'entraîner l'arbre 12 en rotation autour d'un axe de rotation A. La bague extérieure 6 du roulement sphérique 4 pré5 sente un rayon de courbure intérieur r, le centre étant situé sur l'axe de rotation nominal A Les deux surfaces de contact en forme de portions de sphère des organes 14 et 15 ont un rayon de courbure R leur centre étant situé au même point cque celui du rayon de courbure sus-mentionné r. Le palier de la figure 1 fonctionne de la manière suivante. Au cours de la rotation de la roue dentée 16 et de l'arbre 12, les organes 15 et 14 et la bague intérieure 13 du roulement supérieur sont entraînés en rotation Le frot15 tement entre ces organes 13 à 16 est suffisant pour provoquer un tel entraînement. La bague intérieure 10 du roulement inférieur 4 est également entraînée en rotation avec l'arbre 12, tandis que les bagues extérieures 5 et 6 demeurent non rotatives dans 20 le boîtier de roulement 2. Tant que l'arbre 12 tourne autour de l'axe de rotation nominal A, il n'existe aucun mouvement relatif entre les organes 14 et 15 Mais, si l'axe géométrique de l'arbre dans la région des roulements 3 et 4 se déplace de manière telle qu'il fait un angle avec l'axe de rotation normal A, l'organe se déplace quelque peu par rapport à l'organe 14 le long des surfaces de contact sphériques de ces organes L'organe 14, qui est relié à la bague intérieure 13 du roulement supérieur, n'est pas influencé par une telle inclinaison de 30 l'arbre 12 L'organe 14, ainsi que la bague intérieure 13, conservent ainsi également des axes de rotation et des axes géométriques en coïncidence, tandis que l'axe géométrique de l'arbre, comme indiqué, fait un angle avec l'axe de rotation A. Tant que l'axe géométrique de l'arbre conserve un même angle 35 par rapport à l'axe derotation A,il n'y a aucun mouvement relatif entre les organes 14 et 15 au cours de la rotation de celui-ci. -5 La figure 2 montre une autre forme de réalisation du palier selon l'invention Les détails de la figure 2 qui ont une contre partie sur la figure 1 portent le même numéro de référence que sur la figure 1, affecté de l'indice a. 5 Le palier de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce que les organes 14 a et 15 a, qui sont pourvus ces surfaces de contact en forme de portions de sphères, sont Eitués entre les deux roulements 3 a et 4 a, et en ce que le roulement sphérique 4 a qui transfère les efforts radiaux est 10 disposé au dessus du roulement 3 a qui transfère les efforts axiaux. Cormme sur la figure 1, l'organe 14 a de la figure 2 est relié à la bague intérieure 13 a du roulement 3 a; au contraire l'organe 15 a est directement relié à l'arbre 12 a, contrairement au cas de la figure 1 o il est relié à la roue dentée 16 montée sur l'arbre. A l'intérieur du boîtier de roulements 2 a, la bague extérieure 5 a du roulement inférieur repose sur un épaulement 19, tandis que l'organe 14 a qui supporte l'arbre 12 a par l'intermédiaire de l'organe 15 a, repose sur la bague intérieure 13 a du roulement inférieur 3 a Une rondelle annulaire 20 est insérée entre l'organe 15 a et la bague intérieure 10 a du roulement supérieur 4 a, dont la bague extérieure 6 a est supportée par le boîtier de roulement 2 a. Le palier de la figure 2 fonctionne de la manière suivante. Si l'axe géométrique de l'arbre 12 a fait un angle avec l'axe de rotation A, ce qui est autorisé par le roulement sphérique 4 a, non seulement la bague intérieure li Qa du 30 roulement 4 a, mais également la rondelle 20 et l'organe 15 a prennent la même position angulaire que l'arbre Un déplacement radial apparaîtra ainsi entre les organes 15 a et 14 a, qui tournent tous deux avec l'arbre 12 a Ni l'organe 14 a, ni la bague intérieure 13 a du roulement inférieur 3 a ne sont 35 donc influencés par une inclinaison de l'arbre 12 a Chacun de ces organes, lors d'une telle inclinaison, aura également un axe de rotation (A) et un axe géométrique commun. Tout comme dans le palier de la figure 1, aucun mouvement relatif n'apparaît entre les organes 14 a et 15 a au cours de la rotation de ceuxci tant que l'axe géométrique de l'arbre 12 a conserve un même angle par rapport à l'axe de rotation A. Un point commun aux dispositifs de palier de la figure 1 et de la figure 2 est le fait que les organes 14, 15 et 14 a, 515 a, respectivement, sont agencés pour que leurs surfaces de contact, en forme de portions de sphères aient un centre géométrique commun coïncidant avec le centre géométrique de la surface intérieure en forme de portion de sphère de la bague extérieure 6 ou 6 a, respectivement, des roulements 4 et 4 a, c'est à dire avec le centre de pivotement éventuel de l'arbre 12 a dans le roulement sphérique. -y REVENDICATIONS 1 Dispositif de palier pour un arbre ( 12) suspendu dans un bâti ( 1), de façon à pouvoir tourner, comprenant un premier roulement ( 4) agencé pour transférer les efforts radiaux de l'arbre vers le bâti tout en permettant 5 une certaine inclinaison de l'arbre par rapport à son axe de rotation nominal (A), et un second roulement ( 3) agencé pour transférer les efforts axiaux de l'arbre vers le bâti, ledit second roulement ( 3) étant agencé, au moyen de l'une de ses bagues, pour transférer les efforts axiaux 10 par l'intermédiaire de deux surfaces de contact en butée, mobiles l'une par rapport à l'autre de façon à rendre possible ladite inclinaison de l'arbre ( 12) pendant la rotation de l'arbre, caractérisé en ce que les deux surfaces de contact sont ménagées dans des organes ( 14,15) res15 pectivement solidaires de l'arbre ( 12) et de la bague rotative ( 13) dudit second roulement ( 3). 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier roulement ( 4) est un roulement dit sphérique, caractérisé en ce que les deux surfaces de contact 20 sont en forme de portions de sphère et sont agencées pour que leur centre géométrique commun coincide avec le centre de pivotement éventuel de l'arbre ( 12) dans le roulement sphérique ( 4).