Brevet FR2641346A1 — publié le 19900706

La presente invention concerne de manière génerale La combinaison d'un roulement radial et d'un roulement de butee et plus particulièrement la combinaison d'un roulement radial à rouleaux et d'un roulement de butée à billes, comprenant un joint à labyrinthe. Selon un concept déjà ancien, décrit dans le brevet des E.U.A no 1 296 827, délivré le 11 mars 1919 à L. W. Lyons et J. Wills, un roulement radial à rouleaux,- utilisant des rouleaux porteurs de charge qui sont espacés les uns des autres par des rouleaux plus petits au lieu de par une cage, comporte, en tant que bagues intérieure et extérieure, deux manchons tubulaires en métal, qui sont disposés concentriquement et facilement remplaçables. Des anneaux limitant le mouvement axial des rouleaux s'appliquent axialement contre la bague intérieure sur chaque côté de La piste de roulement. Chaque anneau possède un rebord qui dépasse radiale- ment au-delà de la surface interne du manchon, de manière à cons- tituer un moyen de limitation du mouvement axial des rouleaux. Des anneaux plans ou rondelles, formant logement, qui sont disposés radialement et parallèlement, sont appliqués par leurs bords extérieurs contre des épaulements annulaires prévus sur la bague extérieure. Par leurs bords intérieurs, les rondelles sont situées à faible distance des anneaux limitant le déplacement axial des rouleaux, près de la surface extérieure des rebords, sans forcément toucher ou avoir un contact de frottement quelconque avec les anneaux ou les rebords. Des vis d'arrêt traversent la bague extérieure et viennent porter sur le pourtour de chaque rondelle pour la maintenir en place. Les éléments d'extrémité de deux butées à billes sont montés sur l'arbre muni du roulement radial à rouleaux, sur lequel ils sont maintenus en place par des bagues fendues, des épaulements ou d'autres moyens. Les bittlles circulent entre des pistes de roulement situées sur les éléments d'extrémité et sur les surfaces extérieures des rondelles. Ce dispositif cons- titue un roulement radial et de butée combiné dont les extrémités sont à étanchéité poussée. Dans une autre combinaison d'un roulement radial à rouLeaux et d'une butée à billes, décrite par W. W. Murphy dans le brevet des E.U.A n 3 168 359, délivré Le 2 février 1965, une partie de plus grand diamètre d'un arbre forme une bague intérieure pour le roulement radial. Un anneau en tôle, formant la bague extérieure pour le roulement radial, possède des ailes dirigées vers l'intérieur et orientées radialement. Les rouleaux, maintenus dans une cage, roulent sur la partie de plus grand diamètre de l'arbre et sont maintenus en place axialement par les faces intérieures d'anneaux de butée disposés sur l'arbre à chaque extrémité de la bague intérieure. Les anneaux de butée sont appuyés contre et s'étendent au-delà d'épaulements annulaires formés à chaque extrémité de la bague par la différence entre le grand diamètre de la bague et le diamètre extérieur de l'arbre. Les faces extérieures des anneaux de butée et les faces intérieures des ailes radiales constituent des chemins de roulement pour des billes main- tenues dans une cage, formant ainsi avec elles des roulements de butée qui résistent à un mouvement axial, dans les deux sens, de l'arbre par rapport aux anneaux. Une combinaison à montage élastique d'un roulement radial et d'un roulement axial de butée est décrite dans le brevet des E.U.A n 4 109 977, délivré le 29 août 1978 à Gérard Staphan. Ce roulement maintient un arbre tournant dans un alésage par l'insertion de la bague extérieure dans un manchon élastique en élastomère qui garnit l'alésage. La bague extérieure de ce roule- ment radial, s'étendant sur toute la largeur des rouleaux qui en constituent les pièces roulantes, vient s'appliquer axialement, à une extrémité, par une paroi annulaire dirigée vers l'intérieur et orientée radialement, contre un épaulement ménagé dans le manchon élastique. L'autre extrémité de la bague extérieure, située sur la partie en forme de manchon cylindrique, s'étend dans une cavité annulaire ménagée dans le manchon élastique, sans venir en contact avec l'élastomère. La bague intérieure du roulement radial s'étend depuis un point situé sous ladite paroi, o elle est appuyée axialement contre un épaulement de l'arbre, jusqu'à un point situé au-delà de la largeur des rouleaux, o elle se termine par une paroi dirigée vers l'extérieur et orientée radialement. La surface intérieure de cette paroi dirigée vers l'extérieur constitue une piste d'un roulement de butée. L'autre piste de ce dernier est formée par une paroi annulaire, orientée radialement, qui s'applique axialement contre l'extrémité libre de la bague exté- rieure et est maintenue en place contre le manchon élastique par une aile cylindrique dirigée vers l'extérieur et orientée axiale- ment. La présente invention apporte un roulement radial et de butée combiné, renfermant un roulement radial avec une bague intérieure et une bague extérieure, de même qu'une piste de roule- ment intérieure et une piste de roulement extérieure qui sont espacées l'une de l'autre, de manière à former un espace annulaire à pistes extérieure et intérieure pour des pièces roulantes. Une couronne de pièces roulantes est disposée dans cet espace annu- laire. Une première rondelle, orientée radialement, est appliquée par le bord extérieur de sa face intérieure contre une face d'arrêt axial prévue sur la bague extérieure. La face exté- rieure de la rondelle forme une piste pour un roulement de butée. Une deuxième rondelle est disposée radialement sur le même axe que la première rondelle, axialement à distance de celle- ci, et possède une piste dirigée vers l'intérieur et opposée à La piste sur la première rondelle, de manière qu'un espace annulaire soit formé entre les pistes pour la réception des pièces rouLantes du roulement de butée. La deuxième rondelle comporte un premier élément orienté axialement, faisant saillie vers L'intérieur, qui est situé radia- Lement à l'extérieur des pièces roulantes de la butée. En outre, la deuxième rondelle comporte un second élément orienté axiaLement, faisant également saillie vers l'intérieur, qui est situé radialement à l'intérieur des pièces roulantes de La butée. Ce second élément est monté fixe sur la bague intérieure du roulement radial. La cage du roulement de butée, ou un organe semblable pour espacer mutuellement les pièces roulantes, présente une circonférence et-une surface annulaire extérieure située à proxi- mité immédiate de la deuxième rondelle, ainsi qu'une surface annulaire intérieure située à proximité immédiate de la première rondelle, de manière à former un joint. Un autre élément d'étanchéité est formé par le fait que le premier élément faisant saillie vers l'interieur se trouve à proximité immédiate de la première rondelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - La figure 1 est une coupe axiale d'un roulement selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale partieLLe d'un deuxième mode de réalisation du roulement selon l'invention et d'un arbre rotatif; et - la figure 3 est une coupe axiale partielle d'un roule- ment selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La description qui va suivre et la terminologie employée servent uniquement à illustrer l'invention et n'ont aucun caractère limitatif. La figure 1 représente un roulement 20 comprenant une bague extérieure 22 de roulement radial, avec une piste de roule- ment 24, ainsi qu'une bague intérieure 26 de roulement radial, avec une piste de roulement 28. Des rouleaux 32, maintenus dans une cage 34, sont situés radialement entre les pistes 24 et 26 et axialement entre deux rondelles intérieures 36. Ces dernières sont situées chacune à une extrémité du roulement, o elles sont en appui sur une surface 40 dirigée vers l'extrémité adjacente du roulement et sont positionnées radialement par leur application contre une surface 42 dirigée radialement vers l'intérieur d'un épaulement 44 de la bague extérieure 22. La rondelle intérieure 36 ne vient pas en contact avec la bague intérieure 26. Une rondelle 46, située tout à fait au bout de chaque côté du roulement, à l'extérieur de la rondelle intérieure 36, vers laquelle elle est tournée, est appliquée contre une surface d'extrémité 50 de la bague intérieure 26 par une aile 52 qui assure l'espacement de la piste 54 - formée par la rondelle 46 - du roule- ment de butée par rapport à la piste 56 formée par la rondelle intérieure 36. Les rondelles extérieures 46 ou deuxièmes rondelles ont une forme en C en coupe. Des billes 60 et une cage 62 circulent entre Les pistes de roulement 54 et 56, radialement entre les ailes 64 et 52 dirigées vers l'intérieur de la rondelle extérieure 46. La largeur et le diamètre extérieurs de la cage 62 sont tels qu'un faible jeu 66 formant labyrinthe est formé entre la cage et la rondelle inté- rieure 36, ainsi qu'au droit des surfaces intérieures 70 et 72 de la rondelle extérieure 46, pour étancher le roulement. La rondelle extérieure 46 est montée fixe sur la bague intérieure 26 par emmanchement à force sur la surface dirigée radialement vers l'extérieur de la bague intérieure 26. A la place d'un emmanchement à force, on pourrait utiliser aussi un soudage par point ou un autre moyen de fixation pour attacher la rondelle 46 convenablement à la bague intérieure. La bague intérieure 26 est indépendante de l'arbre (non représenté) sur lequel est disposé le roulement 20. Cependant, ceci n'est pas obligatoirement le cas. La figure 2 représente un roulement 80, conçu pour supporter des charges axiales plus importantes que le roulement 20, qui comporte une bague radialement extérieure 82, une bague radialement intérieure 86 et des pistes 84 et 90 pour des rouleaux 92 et une cage 94. La bague radialement intérieure 86 est une partie de l'arbre rotatif 98. Une rondelle intérieure 96 limite le déplacement axial des rouleaux 92 à chaque extrémité de la piste 84. La rondelle 96 forme une piste en creux 102, en forme de gorge, d'un roulement de butée qui comporte des billes 104, une cage 106 et une piste en creux 108 sur une rondelle extérieure 110. Les gorges-pistes de roulement contribuent au support à l'égard des charges axiales supplémentaires. La rondelle 110 est de préférence emmanchée à force sur la surface 112 de la partie à diamètre intermédiaire de L'arbre, ainsi que contre une face radiale 114 de l'épaulement annulaire 116. La piste intérieure 90 est située sur la partie de l'arbre 98 présentant le plus grand diamètre. Un faible jeu 118, formant Labyrinthe, est défini par la cage 106, laquelle est dimensionnée pour être située à faible distance des surfaces adjacentes de la rondelle intérieure 96 et de la rondelle extérieure 110. Des pistes de roulement rigides, ne se déformant pas sous les charges dans un roulement de butée, nécessitent un faible jeu entre les billes et les pistes afin d'éviter le blocage des billes entre ces dernières. Avec des ajustements précis, un blocage peut se produire néanmoins dans un tel roulement par suite d'une légère déformation des surfaces provoquée par la température ou la charge. De ce fait, du jeu axial peut se produire entre les bagues radiale- ment extérieure et intérieure, d'une grandeur égale aux jeux entre les billes et les pistes de la butée. Cet inconvénient peut être supprimé par un roulement comme celui représenté sur la figure 3. Ce roulement, désigné par , résiste à la création d'un jeu axial entre la bague radiale- ment extérieure 122 et la bague radialement intérieure 124. Dans ce roulement, la piste 128 de la rondelle intérieure 126 est précontrainte par la rondelle 130, possédant une section en C, par l'intermédiaire de la piste 132 de la rondelle extérieure et des billes 134. La rondelle intérieure 126 est faite d'un matériau élastique ou semblable à un ressort. Bien que la rondelle 126 soit représentée en position inclinée avec le bord radialement intérieur situé axialement plus vers l'intérieur, il est possible aussi de la conformer ou de la disposer de manière qu'elle soit orientée verticalement ou inclinée en sens contraire sous la précontrainte. L'une des manières d'y parvenir est de réaliser la rondelle inté- -ieure 126 d'une rondelle de type Belleville. L'emploi de la rondelle précontrainte n'a pas d'effet nocif sur le jeulabyrinthe 136 à condition que la largeur de la cage 138 soit choisie pour permettre à l'espacement minimal prévu de s'établir entre les deux rondelles aux surfaces voisines de la cage. La raideur des rondelles et le jeu entre la rondelle extérieure et la bague radialement extérieure peuvent être choisis pour permettre un déplacement axial limité, contrôlé par l'élasti- cité, entre Les bagues radiaLement intérieure et extérieure en vue de La résistance aux chocs ou à d'autres fins désirables. Avec une précontrainte, Le jeu axial produit dans Le roulement par Les tolérances de travail des différentes pièces est également réduit à un minimum. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifica- tions, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Roulement radial et de butée combiné, caractérisé par une bague extérieure (22; 82; 122) de roulement radial possédant une première piste (24; 84) radialement extérieure, une bague intérieure (26; 86; 124) de roulement radial possédant une deuxième piste (28; 90) radialement intérieure, qui est concen- trique à la piste radialement extérieure et espacée d'elle pour former avec cette piste radialement extérieure un espace annulaire à pistes extérieure et intérieure pour des pièces roulantes, et une couronne de pièces roulantes (32; 92) dans cet espace annulaire, ainsi qu'une première rondelle (36; 96; 126) disposée radialement et appliquée par Le bord extérieur de sa face intérieure contre une face d'arrêt axial (40) prévue sur la bague extérieure (22; 82; 122), la face extérieure de cette rondelle formant une troisième piste (56; 102; 128), une deuxième rondelle (46; 110; 130) espacée de la première rondelle et possédant une quatrième piste (54; 108; 132) dirigée vers l'intérieur, qui est opposée à la troisième piste et axialement espacée d'elle, de manière à former avec cette troisième piste un espace annulaire à troisième et quatrième piste pour des pièces roulantes d'un roulement de butée, de même qu'une couronne de pièces roulantes (60; 104; 134) dans cet espace annulaire à troisième et quatrième piste, la deuxième rondelle (46; 110; 130) comportant un premier éLément (64) orienté axialement, faisant saillie vers l'intérieur et situé radialement à l'extérieur des pièces roulantes (60; 104; 134) du roulement de butée, et un second élément (52) orienté radialement, faisant saillie vers l'intérieur et situé radialement à l'intérieur des pièces roulantes du roulement de butée, ce second élément saillant étant monté fixe sur la bague intérieure (26; 86; 124) du roulement radial. 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par une cage (62; 106; 138) ou un moyen semblable disposé dans l'espace annulaire à troisième et quatrième piste pour maintenir espacées mutuellement les pièces roulantes (60; 104; 134) disposées dans cet espace, cage qui possède une circonférence et une surface annulaire extérieure située à proximité immédiate de la deuxième rondelLe (46; 110; 130), ainsi qu'une surface annulaire inté- rieure située à proximité immédiate de la première rondeLle (36; 96; 126) pour former un joint d'étanchéité. 3. Roulement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément (64) orienté axialement et faisant saillie vers l'intérieur, est situé à proximité immédiate de la première rondelle (36; 96; 126) pour former un élément d'étanchéité supplémentaire. 4. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les troisième (102) et quatrième (108) pistes sont définies chacune par une gorge annulaire destinée à recevoir les pièces de roulement (60; 104; 134). 5. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'intérieur, exercée par la deuxième rondelle (130) et transmise par l'intermé- diaire des pièces roulantes (134). 6. Roulement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'intérieur, exercée par la deuxième rondelle (130) et transmise par l'intermé- diaire des pièces roulantes (134). 7. Roulement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'intérieur, exercée par La deuxième rondelle (130) et transmise par l'intermé- diaire des pièces roulantes (134). 8. Roulement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pièces roulantes (32; 92) du roulement radial sont des rouleaux. 9. Roulement radial et de butée combiné, caractérisé par une bague extérieure (22; 82; 122) de roulement radial possédant une première piste (24; 84) radialement extérieure, une bague intérieure (26 86; 124) de roulement radial possédant une deuxième piste (28; 90) radialement intérieure, qui est concen- trique à la piste radialement extérieure et espacée d'elle pour former avec cette piste radialement extérieure un espace annulaire à pistes extérieure et intérieure pour des pièces roulantes, et une couronne de pièces roulantes (32; 92) dans cet espace annulaire, ainsi que, sur chaque côté du roulement radial, une première rondelle (36; 96; 126) disposée radialement et appliquée par Le bord extérieur de sa face intérieure contre une face d'arrêt axial (40) prévue sur la bague extérieure (22; 82; 122), la face exté- rieure de cette rondelle formant une troisième piste (56; 102; 128), une deuxième rondelle (46; 110; 130) espacée de la première rondelle et possédant une quatrième piste (54; 108; 132) dirigée vers l'intérieur, qui est opposée à la troisième piste et axiale- ment espacée d'elle, de manière à former avec cette troisième piste un espace annulaire à troisième et quatrième piste pour des pièces roulantes d'un roulement de butée, de même qu'une couronne de pièces roulantes (60; 104; 134) dans cet espace annulaire à troisième et quatrième piste, la deuxième rondelle (46; 110; 130) comportant un premier élément (64) orienté axialement, faisant saillie vers l'intérieur et situé radialement à l'extérieur des pièces roulantes (60; 104; 134) du roulement de butée, et un second élément (52) orienté radialement, faisant saillie vers l'intérieur et situé radialement à l'intérieur des pièces roulantes du roulement de butée, ce second élément saillant étant monté fixe sur la bague intérieure (26; 86; 124) du roulement radial. 10. Roulement selon la revendication 9, caractérisé par une cage (62; 106; 138) ou un moyen semblable disposé dans l'espace annulaire à troisième et quatrième piste pour maintenir espacées mutuellement les pièces roulantes (60; 104; 134) disposées dans cet espace, cage qui possède une circonférence et une surface annulaire extérieure située à proximité immédiate de la deuxième rondelle (46; 110; 130), ainsi qu'une surface annulaire inté- rieure située à proximité immédiate de la première rondelle (36; 96; 126) pour former un joint d'étanchéité. 11. Roulement selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier élément (64) orienté axialement et faisant saillie vers l'intérieur, est situé à proximité immédiate de la première 24 1346 rondelle (36; 96; 126) pour former un élément d'étanchéité supplémentaire. 12. Roulement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les troisième (102) et quatrième (108) pistes sont définies chacune par une gorge annulaire destinée à recevoir les pièces de roulement (60; 104; 134). 13. Roulement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'intérieur, exercée par la deuxième rondelle (130) et transmise par l'intermé- diaire des nièces roulantes (134). 14. Roulement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'inté- rieur, exercée par la deuxième rondelle (130) et transmise par L'intermédiaire des pièces roulantes (134). 15. RouLement selon La revendication 12, caractérisé en ce que La première rondelle (126) est élastique et est fléchie, à partir d'une position neutre, par une force dirigée vers l'inté- rieur, exercée par la ceuxième rondelle (130) et transmise par l'intermédiaire des pièces roulantes (134). 16. Roulement selon la revendication 15, caractérisé en ce que les pièces roulantes (32; 92) du roulement radial sont des rouleaux.