Brevet FR2621364A1 — publié le 19890407

ROULEMENT SANS ARBRE CENTRAL, A DEUX RANGEES D'ELEMENTS ROULANTS CYLINDRIQUES La présente invention se rapporte à un roulement sans arbre central, c'est-à-dire une couronne d'orientation, en particulier pour machinesoutils, comprenant une bague extérieure en forme de disque qui comporte, sur son bord radialement interne, deux chemins de roulement extérieurs placés l'un à côté de l'autre et convergant axialement et radialement l'un vers l'autre en forme de cône en direction de l'intérieur, une bague intérieure qui comporte sur sa surface latérale deux chemins de roulement intérieurs coniques, chacun situé parallèlement et en regard d'un chemin de roulement extérieur, et une rangée d'éléments roulants cylindriques respectivement disposés entre un chemin de roulement extérieur et un chemin de roulement intérieur, les éléments roulants de chaque rangées étant latéralement guidés sur une surface frontale extérieure et sur une surface frontale intérieure par une surface latérale d'un bord de guidage extérieur ou intérieur raccordé à la bague intérieure. Dans les roulements connus du type précité, la bague intérieure ou la bague extérieure est composée de plusieurs éléments annulaires qui portent les chemins de roulement et qui, après l'insertion des éléments roulants, sont assemblés par des boulons filetés disposés sur la périphérie et ainsi fixés les uns aux autres. Ces éléments annulaires doivent être fabriqués séparément puis ajustés, si bien qu'il en résulte une fabrication relativement compliquée et onéreuse. Par suite des inévitables tolérances de fabrication des éléments annulaires ajustés, il est souvent impossible d'obtenir la précision de marche qui serait nécessaire à l'emploi du roulement dans les machines-outils. A cela s'ajoute le fait que la rigidité du roulement connu laisse à désirer en cas d'utilisation avec charge excentrée ou excentrique. L'invention a par conséquent pour objet de mettre au point un roulement du type précité qui, malgré l'absence d'arbre central, présente une grande précision de marche et une grande rigidité, et qui, en outre, puisse être fabriqué de façon particulièrement économique. Avec la conception du roulement selon l'invention, on arrive à ce que les chemins de roulement de la bague extérieure en une seule pièce et de la bague intérieure en une seule pièce puissent être finis d'usinage au cours d'une seule opération. De cette façon, les deux chemins de roulement extérieurs de la bague extérieure et les deux chemins de roulement intérieurs de la bague intérieure ont une position et une forme extrêmement précises et le roulement présente, par conséquent, une précision de marche relativement élevée. Par ailleurs, le roulement a une rigidité particulièrement élevée, attendu que les charges du palier sont transmises aux éléments rapportés et aux éléments d'appui du roulement par une bague extérieure et une bague intérieure rigides. Lors de l'assemblage du roulement selon l'invention, on introduit et on installe les éléments roulants des deux rangées de façon connue entre les chemins de roulement extérieurs et intérieurs du roulement. La bague de butée externe n'est alors pas encore mise en place sur la bague intérieure. Ce n'est qu'après l'installation des éléments roulants que l'on fixe une ou les deux bagues de butée externes sur la bague intérieure, par exemple par un ajustage serré. Le roulement forme alors une unité de construction cohérente. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la section de fixation de la bague intérieure de même qu'une surface fixée dessus, de l'alésage de la bague de butée externe, sont réalisées cylindriques et parfaitement lisses. Il en résulte que l'on peut corriger la position axiale de la bague de butée externe sur la bague intérieure. En particulier, la bague de butée externe, par sa surface latérale guidant les éléments roulants, peut être plus ou moins rapprochée des éléments roulants de la rangée limitrophe. Selon une autre particularité de l'invention, au moins l'un des deux bords de guidage internes est raccordé d'une seule pièce à la bague intérieure. Les deux chemins de roulement intérieurs et les surfaces latérales du ou des bords de guidage intérieurs de la bague intérieure peuvent ainsi être finis de meulage en fixant une seule fois la bague intérieure dans la machine- outil. En pareil cas, on obtient une position extrêmement précise de la ou des surfaces latérales par rapport au chemin de roulement intérieur limitrophe. Dans un mode de réalisation en variante de l'invention, au moins l'un des deux bords de guidage internes est formé par une bague de butée interne reposant radialement par une surface de son alésage sur une section support de la surface latérale de la bague intérieure. Ce mode de réalisation en variante donne la possibilité de réaliser le bord de guidage interne sous la forme d'une bague de butée interne rapportée. De cette façon, le chemin de roulement intérieur contigu à la bague de butée interne peut être fini à la meule avec une meule déplaçable latéralement vers l'intérieur (polissage à la roue en feutre vers l'intérieur). Dans ce mode de réalisation, pour pouvoir élargir l'alésage de la bague de butée interne jusqu'au plus grand diamètre de la section de fixation de la surface latérale de la bague intérieure, il est avantageux que la bague de butée interne soit fendue en au moins un endroit de sa périphérie. Grâce à cette extension supplémentaire de l'invention, la bague de butée interne rapportée peut être élargie élastiquement ou plastiquement, être repoussée axialement vers l'intérieur par-dessus la section de fixation de la bague intérieure puis être amenée entre les deux chemins de roulement intérieurs. La fente de la bague de butée interne peut, dans ce cas, être fabriquée par éclatement de la bague de butée interne en acier à roulement trempé et fini d'usinage. Selon une autre particularité de l'invention, la bague de butée interne est montée glissante sur la section support de la surface latérale de la bague intérieure, et la bague intérieure porte des moyens élastiques disposés entre les deux rangées d'éléments roulants et repoussant la bague de butée interne axialement vers l'extérieur. Grâce à cette particularité, la bague de butée interne peut être toujours positionnée sans jeu avec sa surface latérale appliquée contre la surface latérale intérieure, opposée à celle-ci, des éléments roulants. Dans un roulement comportant deux bagues de butée internes respectivement repoussées axialement vers l'extérieur par les moyens élastiques, il est avantageux selon l'invention que les deux bagues de butée internes, par une surface d'extrémité intérieure, délimitent sur la bague intérieure une fente annulaire allant en se rétrécissant radialement vers l'intérieur et que dans cette fente annulaire soit installé, en tant que moyen élastique, un anneau torique s'appuyant radialement vers l'intérieur contre les deux surfaces d'extrémité. Cette extension supplémentaire de l'invention permet de fabriquer économiquement les moyens élastiques qui appuient les deux bagues de butée internes radialement vers l'intérieur et respectivement axialement vers l'extérieur. Selon l'invention, la section support de la surface latérale de la bague intérieure est avantageusement formée par une section de surface prolongeant vers l'intérieur et sans solution de continuité les chemins de roulement intérieurs coniques correspondants et présentant le même angle de cône que ces chemins de roulement intérieurs. Cette configuration, selon l'invention, de la surface latérale assure un guidage centré particulièrement précis de la bague de butée interne sur la section support de la bague intérieure. Dans le roulement selon l'invention, la surface de l'alésage de chaque bague de butée interne est de préférence adaptée à la section de surface conique de la bague intérieure et la surface d'extrémité intérieure de la bague de butée interne est également réalisée conique, l'angle de cône de la surface d'extrémité étant plus grand que l'angle de cône du chemin de roulement intérieur contigu de la bague intérieure. Avec un tel mode de réalisation, dans le cas d'une bague de butée interne, par exemple une bague de butée fendue en plusieurs endroits et comportant plusieurs segments annulaires disposés sur la périphérie, on arrive à ce que les composantes axiales des forces exercées par l'anneau torique sur la bague de butée interne soient plus grandes que les forces réactionnelles axiales exercées par la section conique prolongée du chemin de roulement sur la même bague de butée interne. De cette façon, la bague de butée interne est toujours appliquée radialement vers l'extérieur contre les surfaces frontales internes opposées des éléments roulants par l'anneau torique. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le roulement est réalisé à côtés symétriques. Du fait de cette symétrie, on obtient encore, pour finir, une construction particulièrement simple, mais non évidente du roulement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de trois modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un roulement sans arbre central selon l'invention avec deux bagues de butée externes; la figure 2 représente une coupe longitudinale partielle d'un roulement sans arbre central modifié avec une seule bague de butée externe; la figure 3 est une vue en plan partielle en direction de la flèche A de la figure 2, mais sans bague intérieure ni bague extérieure; la figure 4 représente une coupe longitudinale partielle d'un autre roulement sans arbre central modifié avec une seule bague de butée externe. Sur la figure 1, la référence 1 désigne la bague intérieure et la référence 2 la bague intérieure d'un roulement sans arbre central (couronne d'orientation) qui peut être utilisé pour le montage de tables tournantes d'une machine-outil. Le roulement est en l'occurrence réalisé à c8tés symétriques.La bague extérieure 2 est réalisée en forme de disque et comporte, à proximité de son bord radialement externe, des trous cylindriques traversants 3 par lesquels peuvent être engagées des vis de fixation (non représentées). Sur son bord radialement interne, la bague extérieure 2 comporte deux chemins de roulement extérieurs 4, 5 qui sont placés l'un à côté de l'autre et qui convergent axialement l'un vers l'autre et radialement vers l'intérieur. Ces deux chemins de roulement extérieurs 4, 5 forment respectivement une surface conique coupant les arêtes sur le bord radialement interne de la bague extérieure 2 et sont ainsi raccordés d'une seule pièce à cette dernière. Sur sa surface latérale, la bague intérieure 1 comporte deux chemins de roulement intérieurs coniques 6, 7 qui sont respectivement situés en regard et parallèlement à un chemin de roulement extérieur 4, 5 et qui sont raccordés d'une seule pièce à la bague intérieure 1. A proximité de son alésage, la bague intérieure 1 est munie de trous traversants axiaux 8 par lesquels on peut respectivement engager un boulon fileté (non représenté) pour la fixation de la bague intérieure 1 sur un élément de la machine-outil (non représenté). Entre chaque chemin de roulement extérieur 4, 5 et le chamin de roulement intérieur correspondant 6, 7 est installée une rangée d'éléments roulants cylindriques 9. Ces éléments roulants 9 sont guidés dans les alvéoles d'une cage 10 composée de segments annulaires. Chaque élément roulant 9 a une surface frontale interne plane 11, tournée vers l'intérieur, et une surface frontale externe plane 12, tournée vers l'extérieur. Au niveau de leur surface frontale interne 11, les éléments roulants 9 de chaque rangée sont guidés latéralement sur une surface latérale interne 13 d'un bord de guidage interne 14 raccordé d'une seule pièce à la bague intérieure 1. Au niveau de leur surface frontale externe 12, les éléments roulants 9 de chaque rangée sont guidés latéralement sur une surface latérale externe 15 d'un bord de guidage externe qui est réalisé sous la forme d'une bague de butée externe rapportée 16. La bague de butée externe 16 présente une surface d'alésage cylindrique 17 et est montée sur une section de fixation 18 de la surface latérale de la bague intérieure 1. Dans le cas présent, aussi bien la section de fixation 18 que la surface 17 de l'alésage de la bague de butée externe 16 sont réalisées cylindriques sans solution de continuité. La bague de butée externe 16 est montée avec ajustage serré sur la section de fixation 18 de la bague intérieure 1. Les deux rangées d'éléments roulants 9 ont des lignes de contact 19, 20 qui se coupent en un point 21, 22 sur l'axe de rotation du roulement en formant avec celui-ci un angle de 45'. La figure 2 représente un roulement en variante dans lequel le bord de guidage externe 23, à gauche sur le dessin, est raccordé d'une seule pièce à la bague intérieure. Par contre, le bord de guidage 16, à droite sur le dessin, est réalisé exactement de la même façon que les bords de guidage décrits dans l'exemple de réalisation précédent et est monté avec ajustage serré sur la section de fixation 18 de la surface latérale de la bague intérieure 1. Les éléments roulants cylindriques 9 de chaque rangée sont maintenus à distance les uns des autres sur la périphérie par des éléments de séparation il 24 qui sont représentés en particulier à la figure 3. La figure 4 représente un autre roulement en variante dans lequel les deux bords de guidage internes sont respectivement formés par une bague de butée interne rapportée 25. Cette bague de butée interne 25 peut, par exemple, être fabriquée en matière plastique ou en acier à ressort. Elle est fendue tout du long en un point de sa périphérie. La bague de butée interne 25 s'appuie radialement par une surface d'alésage conique 26 sur une section support conique 27 de la surface latérale de la bague intérieure 1. Chaque bague de butée interne 25 est réalisée déformable élastiquement ou plastiquement, si bien que son alésage peut être élargi au moins jusqu'au diamètre de la section de fixation 18. La bague de butée interne est montée glissante sur la sectin support 27. Ici, la bague intérieure 1 porte des moyens élastiques qui sont disposés entre les deux rangées d'éléments roulants 9 et qui repoussent axialement vers l'extérieur les deux bagues de butée internes 25 en sens contraire. Dans le cas présent, les moyens élastiques sont formés par un anneau torique 28 en caoutchouc avec anneau- ressort incorporés par vulcanisation. Les deux bagues de butée internes 25 ont une surface d'extrémité interne 29. Les deux surfaces d'extrémité 29 délimitent sur la bague intérieure 1 une fente annulaire 30 qui va en se modifiant radialement vers l'intérieur. Pour le montage du roulement, on élargit l'anneau torique 28 et on le pousse axialement vers l'intérieur par-dessus la section de fixation 18 jusqu'à ce qu'il s'encliquette dans la fente annulaire 30. L'anneau torique 28 se resserre alors radialement vers l'intérieur en appuyant contre les deux surfaces d'extrémité 29 et en repoussant réciproquement axialement vers l'extérieur les deux bagues de butée internes 25. La section support 27 de la bague intérieure 1 est formée par une section de la surface latérale de la bague intérieure 1 qui prolonge vers l'intérieur et sans solution de continuité le chemin de roulement interne conique correspondant 6, 7 et est façonnée conique avec le même angle de cône 31 que les chemins de roulement internes 6 et 7. La surface conique 26 de l'alésage de chaque bague de butée interne 25 est adaptée à la section de surface conique de la bague intérieure 1 avec laquelle elle présente un même angle de cône 31. La surface d'extrémité interne 29 de chaque bague de butée interne 25 est également réalisée conique. Dans ce cas, l'angle de cône 32 de chaque surface d'extrémité 29 est plus grand que l'angle de cône 31 du chemin de roulement interne. La structure des exemples de réalisation précédemment décrits peut être modifiée tout en restant dans le cadre de l'idée de l'invention. Ainsi, par exemple, il n'est pas nécessaire que les deux bords de guidage soient réalisés sous la forme de bagues de butée internes rapportées. Bien au contraire, l'un des deux bords de guidage internes peut être raccordé d'une seule pièce à la bague intérieure et l'autre être formé par une bague de butée interne s'appuyant radialement par une surface de guidage sur une section support de la surface latérale de la bague intérieure. A la place de l'anneau torique, on peut prévoir d'autres moyens élastiques, par exemple un anneau de serrage fendu qui s'appuie contre l'une ou des deux surfaces d'extrémité internes de la ou des bagues de butée internes. La bague de butée interne peut aussi être fendue tout du long en plusieurs points de sa périphérie. Dans ce cas, les différents segments annulaires de la bague de butée interne sont repoussés radialement vers l'intérieur par l'anneau torique, l'anneau de serrage ou analogue s'engageant dans la fente annulaire entre les deux bagues de butée internes et sont ainsi fixes sur la section support de la surface latérale de la bague intérieure. REVENDICATIONS 1. Roulement sans arbre central, en particulier pour machines-outils, comprenant une bague extérieure en forme de disque qui comporte sur son bord radialement interne, deux chemins de roulement extérieurs placés l'un à côté de l'autre et convergant axialement et radialement l'un vers l'autre en forme de cône en direction de l'intérieur, une bague intérieure qui comporte sur sa surface latérale deux chemins de roulement intérieurs coniques, chacun situé parallèlement et en regard d'un chemin de roulement extérieur, et une rangée d'éléments roulants cylindriques respectivement disposés entre un chemin de roulement extérieur et un chemin de roulement intérieur, les éléments roulants de chaque rangée étant latéralement guidés sur une surface frontale extérieure et sur une surface frontale intérieure par une surface latérale d'un bord du guidage extérieur ou intérieur raccordé à la bague intérieure, caractérisé par le fait que les chemins de roulement extérieurs (4,5) sont raccordés d'une seule pièce à la bague extérieure (2) et les chemins de roulement extérieurs (6,7) sont raccordés d'une seule pièce à la bague intérieure (1) et que pour la mise en place des éléments roulants (9) entre deux chemins de roulement extérieurs et intérieurs (2,1), au moins l'un des deux bords de guidage extérieurs est formé par une bague de butée externe (16) montée sur une section de fixation (18) de la surface latérale de la bague intérieure (1). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'aussi bien la section de fixation (18) de la bague intérieure (1) qu'une surface (17) fixée dessus de l'alésage de la bague de butée externe (16) sont réalisées cylindriques et lisses sans solution de continuité. 3. Roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des deux bords de guidage internes (23) est raccordé d'une seule pièce à la bague intérieure (1). 4. Roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des deux bords de guidage internes est formé par une bague de butée interne (25) prenant appui radialement par une surface (26) de son alésage sur une section support (27) de la surface latérale de la bague intérieure (1). 5. Roulement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la bague de butée interne (25) est fendue tout du long en au moins un point de sa périphérie pour permettre l'élargissement de son alésage jusqu'au plus grand diamètre de la section de fixation (18) de la surface latérale de la bague intérieure (1). 6. Roulement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la bague de butée interne (25) est montée glissante sur la section support (27) de la surface latérale de la bague intérieure (1) et que la bague intérieure (1) porte des moyens élastiques (28) interposés entre les deux rangées d'éléments roulants (9) et repoussant axialement vers l'extérieur la bague de butée interne (25). 7. Roulement selon la revendication 6 comprenant deux bagues de butée internes respectivement repoussées axialement vers l'extérieur par les moyens élastiques, caractérisé par le fait que les deux bagues de butée internes (25), par une surface d'extrémité intérieure (29), délimitent sur la bague intérieure une fente annulaire (30) allant en se rétrécissant radialement vers l'intérieur et que dans cette fente annulaire (30) est installé, en tant que moyen élastique, un anneau torique s'appuyant radialement vers l'intérieur contre les deux surfaces d'extrémité (29). 8. Roulement selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que la section support (27) de la surface latérale de la bague intérieure (1) est formée par une section de surface (27) prolongeant vers l'intérieur et sans solution de continuité les chemins de roulement intérieurs coniques (6,7) correspondants et présentant le même angle de cône (31) que ces chemins de roulement intérieurs (6,7). 9. Roulement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la surface (26) de l'alésage de chaque bague de butée interne (25) est adaptée à la section de surface conique (27) de la bague intérieure et que la surface d'extrémité intérieure (29) de la bague de butée interne (25) est également réalisée conique, l'angle de cône (32) de la surface d'extrémité (29) étant plus grand que l'angle de cône (31) du chemin de roulement intérieur contigu (6 ou 7) de la bague intérieure (1). 10. Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le roulement est réalisé à côtés symétriques.