Brevet FR2749357A1 — publié le 19971205

Agencement de roulement d'orientation. La présente invention se rapporte à un agencement de roulement d'orientation comprenant deux châssis l'un fixe et l'autre mobile, ainsi qu'un roulement d'orientation transmettant au châssis fixe d'une part une charge appliquée de haut en bas au châssis mobile, axialement ou avec décalage par rapport à l'axe d'une distance maximale égale à 50% du diamètre du roulement, et d'autre part également une charge radiale. Jusqu'à présent, afin d'éviter au châssis mobile de se soulever et d'endommager le roulement ou les systèmes environnants en cas de charge axiale accidentelle de bas en haut ou d'excentration accidentelle trop importante de la charge axiale dirigée de haut en bas, on utilise, entre les deux châssis, un roulement comprenant trois rangées d'éléments roulants, à savoir une première rangée d'éléments roulants formant une butée à roulement transmettent au châssis fixe les charges axiales appliquées de haut en bas au châssis mobile, une deuxième rangée d'éléments roulants formant une butée à roulement transmettant au châssis fixe des charges axiales appliquées de bas en haut au châssis mobile, et une troisième rangée d'éléments roulants formant un roulement radial transmettant au châssis fixe les charges radiales appliquées au châssis mobile. Cela complique la structure du roulement et augmente le coût de ce dernier. La présente invention vise un agencement de roulement d'orientation qui, tout en étant d'une structure simple et d'un coût réduit, permette de supporter, sans risque de soulèvement du châssis mobile et sans risque d'endommagement du roulement et des systèmes environnants, non seulement les charges pour lesquelles l'agencement est normalement prévu, à savoir une charge appliquée de haut en bas au châssis mobile axialement ou avec décalage par rapport à l'axe d'une distance maximale égale à 50% du diamètre du roulement, et une charge radiale, mais également des charges accidentelles, à savoir des charges axiales de bas en haut ou des charges axiales de haut en bas avec excentration trop importante. L'invention vise également un agencement de roulement d'orientation dans lequel le roulement comprend une bague extérieure subdivisée axialement en plusieurs bagues partielles démontables pour permettre l'accès aux parties internes du roulement, l'agencement étant conçu de manière que même en cas de démontage partiel du roulement en vue de l'inspection et éventuellement de la réparation de la rangée principale d'éléments roulants, à savoir la rangée d'éléments roulants supportant les charges axiales appliquées de haut en bas au châssis mobile, donc après démontage de la rangée d'éléments roulants transmettant les charges radiales, le roulement reste opérationnel, c'est-à-dire puisse supporter les charges tant axiales que radiales. L'agencement de roulement d'orientation objet de l'invention comprend deux châssis, l'un fixe et l'autre mobile, et un roulement d'orientation. Le roulement d'orientation comprend une bague intérieure et des moyens pour sa fixation sur la face supérieure d'un premier des châssis. Le roulement d'orientation comprend, en outre, un bague extérieure et des moyens pour sa fixation au second châssis. Le roulement d'orientation comprend, de plus, une rangée d'éléments roulants disposés entre les deux bagues pour former une butée à roulement transmettant au châssis fixe les charges axiales appliquées de haut en bas au châssis mobile, et une rangée d'éléments roulants disposés entre les deux bagues pour former un roulement radial transmettant au châssis fixe les charges radiales appliquées au châssis mobile. La bague extérieure présente, en dessous de la rangée d'éléments roulants formant la butée à roulement, une partie ayant un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du premier châssis et comportant une surface d'appui inférieure située axialement à faible distance au-dessus d'une surface d'appui supérieure du premier châssis. Grâce à cet agencement, en cas de charge axiale accidentelle de bas en haut ou d'excentration accidentelle trop importante de la charge axiale dirigée de bas en haut, le châssis mobile ne peut se soulever que d'une valeur correspondant à la distance très faible entre les deux surfaces d'appui de la bague extérieure et du premier châssis, ladite charge accidentelle étant ensuite transmise par lesdites surfaces d'appui en contact l'une avec l'autre, sans risque d'endommagement du roulement ou des systèmes environnants. En d'autres termes, cet agencement permet d'utiliser un roulement d'orientation comprenant non pas trois, mais deux rangées d'éléments roulants seulement, à savoir une rangée d'éléments roulants formant butée, transmettant les charges radiales dans un sens, et une rangée d'éléments roulants formant roulement radial transmettant les charges axiales, alors que les charges axiales accidentelles dans le sens opposé sont transmises directement, ce qui simplifie notablement la structure et le coût du roulement d'orientation. I1 convient de préciser que le premier châssis peut être, selon les cas, mobile ou fixe et le second châssis fixe ou mobile, mais que c est toujours sur le premier châssis qu'est fixée la bague intérieure du roulement d'orientation et au second châssis qu'est fixée la bague extérieure. Dans le cas où la bague extérieure est divisée axialement en plusieurs bagues partielles démontables pour permettre l'accès aux parties internes du roulement, la bague partielle inférieure peut présenter un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du premier châssis et comporter une surface d'appui intérieure située radialement à faible distance à l'extérieur d'une surface d'appui extérieure de la bague intérieure. Ainsi, après démontage partiel de la bague extérieure et de la rangée supérieure d'éléments roulants formant le roulement radial, en vue de l'inspection ou de la réparation de la butée à roulement, la charge radiale peut être transmise par lesdites surfaces d'appui directement de la bague intérieure à la bague extérieure, de sorte que le roulement reste "opérationnel", c'est-à-dire continue de supporter les charges tant axiales que radiales. De préférence, l'une au moins des surfaces d'appui en regard est formée par un ou plusieurs patins de glissement rapportés soit sur la bague extérieure, soit sur la bague intérieure. Ces patins de glissement peuvent par exemple être constitués de bronze dans le cas où la surface d'appui opposée est constituée de fonte, d'acier ou d'un métal analogue. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif de l'objet de l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un agencement de roulement d'orientation conforme à l'invention, à l'état monté; la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1, après démontage des deux bagues partielles supérieures de la bague extérieure et du roulement radial; la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 3 après démontage des trois bagues partielles supérieures de la bague extérieure et de la butée à roulement. L'agencement de roulement d'orientation tel qu'illustré par la figure 1 comprend, entre un châssis extérieur 1 fixe et un châssis intérieur 2 mobile, un roulement d'orientation permettant une rotation du châssis 2 autour d'un axe vertical non représenté situé à droite de la figure 1. Le roulement d'orientation comprend une bague extérieure 3 fixée au châssis 1 par des boulons dont seuls les axes 4 sont représentés, et une bague intérieure 5 fixée au châssis 2 par des boulons dont seuls les axes 6 sont représentés. La bague extérieure 3 est subdivisée dans le sens axial en quatre bagues partielles 3a, 3b, 3c, 3d et la bague intérieure est subdivisée dans le sens axial en deux bagues partielles 5a et 5b. Le roulement d'orientation est destiné à supporter une charge appliquée de haut en bas au châssis intérieur 2, axialement ou avec un décalage par rapport à l'axe d'une distance maximale égale à 50% du diamètre du roulement. Le roulement d'orientation est également destiné à supporter une charge radiale. La charge axiale est supportée par une butée à roulement formée d'une rangée de rouleaux 7 roulant entre deux pistes rapportées 8a, 8b, des secteurs de cage 9 assurant le positionnement des rouleaux 7. La piste supérieure 8a porte contre la bague partielle Sa supérieure de la bague intérieure 5 et la piste inférieure 8b porte sur la bague partielle inférieure 3d de la bague extérieure 3. La charge radiale est supportée par un roulement radial composé d'une rangée de rouleaux 10 roulant entre des pistes 1 la, 1 lb rapportées, la piste extérieure 1 la portant contre la bague partielle 3b qui, dans la bague extérieure 3, est la deuxième depuis le haut, et la piste intérieure 1 lb portent contre la bague partielle supérieure -Sa de la bague intérieure 5. Des secteurs cage 12 assurent le positionnement des rouleaux 10. Des joints d'étanchéité 13 et 14 assurent l'étanchéité du roulement d'orientation. L'étanchéité des bagues partielles 3a à 3d et 5a, 5b entre elles réalisée par des joints statiques ou par une pâte d'étanchéité. La bague partielle inférieure 3d de la bague extérieure 3 s'étend radialement vers l'intérieur au-delà du bord intérieur du châssis extérieur 1 et au-delà du bord extérieur du châssis intérieur 2, de manière à recouvrir ici la face supérieure du châssis intérieur 2. Radialement en face de la bague partielle 3d, la bague partielle 5b inférieure de la bague intérieure 5 présente un diamètre réduit, à savoir inférieur au diamètre extérieur du châssis intérieur 2 et légèrement inférieur au diamètre intérieur de la bague partielle 3d. Des patins de glissement 15 sont rapportés, par exemple par soudage ou analogue, sur la face inférieure de la bague partielle 3b, dans la partie de cette dernière recouvrant la face supérieure du châssis intérieur 2. Des patins de glissement 16 sont rapportés de la même manière dans la face extérieure de la bague partielle 5b, en face de la bague partielle 3d. Les patins 15 et 16 qui peuvent être par exemple en bronze ou en un autre matériau antifriction sont, en position de fonctionnement de l'agencement de roulement d'orientation, séparés d'une faible distance de l'ordre par exemple 0,5 à 1 mm, les uns axialement de la face supérieure du châssis 2 et les autres radialement de la face intérieure de la bague partielle 3d. Dans le cas où, accidentellement, une charge axiale dirigée de bas en haut ou bien une charge axiale dirigée de haut en bas, mais avec une excentration trop importante, est appliquée au châssis intérieur 2, ce dernier se soulève très légèrement jusqu'au contact des patins 15. Ces charges accidentelles sont alors transmises directement du châssis 2 au châssis 1 par la bague partielle 3d. Le roulement d'orientation composé des bagues 3 et 5 et des rangées de rouleaux 7 et 10 formant l'une butée et l'autre roulement radial peut être en particulier un roulement de grand diamètre installé dans un environnement complexe pour une période très longue (par exemple de 10 à 20 ans). En cas d'incident sur le roulement, le démontage complet du roulement serait très long et très coûteux, nécessitant un démontage au moins partiel de l'installation à laquelle le roulement est incorporé. I1 entraînerait également, pour l'utilisateur, un arrêt de l'installation et donc des pertes d'exploitation. Pour éviter un tel démontage complet du roulement, il est prévu que les parties internes du roulement puissent être inspectées, voire être démontées et changées sans nécessiter de démontage complet du roulement, ce dernier restant opérationnel. En se référant aux figures 2 et 3, on va décrire ci-après la séquence de démontage partiel, d'inspection, de réparation ou de remplacement éventuel et de remontage. Après calage radial des bagues partielles 3c et 3d, et enlèvement des boulons 4 de fixation de la bague extérieure 3, il est possible d'enlever la bague partielle 3a et les joints 1. Cela permet d'avoir accès au roulement radial et de vérifier l'état des rouleaux 10 et des pistes 1 la et 1 lb. Si nécessaire, il est possible d'enlever tout ou partie des rouleaux 10 avec les secteurs cage 12 correspondants pour vérifier de façon détaillée l'état de ces rouleaux 10 ainsi que celui des pistes 1 la, 1 lb. Pour avoir accès à la butée à roulement et en vérifier l'état, on enlève la bague partielle 3b, ce qui fait que sous l'effet de la charge radiale, les patins 16 de la bague intérieure 5 viennent porter contre la bague partielle 3d elle-même calée radialement. Le roulement reste donc opérationnel, la charge axiale étant supportée par les rouleaux 7 et la charge radiale par les patins 16. Si des détériorations sont constatées sur la butée à roulement, il est possible de les réparer sans démonter complètement le roulement d'orientation. Bien entendu, au cours de cette opération, l'installation à laquelle est incorporé le roulement d'orientation est mise hors service. Pour cela, on soulève le châssis intérieur 2 sur un secteur, pour libérer ici les rouleaux 7. Les rouleaux 7 ainsi libérés sur un secteur peuvent être démontés avec les secteurs cage 9 correspondants. Cela permet d'avoir accès aux pistes 8a, 8b qui peuvent être inspectées et, si elles sont abîmées, être réparées ou remplacées. Cette opération exécutée de proche en proche permet la vérification et la réparation ou le remplacement des pistes 8a, 8b, par secteurs ou dans leur ensemble, sans démontage de l'installation. Le remontage du roulement s'effectue en sens inverse, à savoir par mise en place, dans l'ordre, des rouleaux 7, de leurs secteurs cage 9 et de leurs pistes 8a, 8b, des bagues partielles 3c, 3b, des rouleaux 10, de leurs secteurs cage 12 et de leurs pistes 1 la, 1 lb, et enfin de la bague partielle 3a et des joints 1. I1 va de soi que le mode de réalisation décrit et représenté n'a été donné qu'à titre illustratif et non limitatif et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, le châssis extérieur, au lieu d'être fixe, peut également être mobile par rapport au châssis intérieur fixe, ce qui implique que la bague extérieure du roulement d'orientation s'appuie par la rangée de rouleaux formant butée sur la bague intérieure, donc l'utilisation d'un roulement d'orientation inversé. Par ailleurs, pour simplifier le démontage, il peut être avantageux de subdiviser l'une et/ou l'autre des deux bagues du roulement d'orientation dans le sens circonférentiel en plusieurs secteurs, comme proposé dans une demande de brevet déposée à la même date que la présente demande au nom de la demanderesse. REVENDICATIONS 1. Agencement de roulement d'orientation comprenant deux châssis (1, 2) l'un des deux choisis étant fixe et l'autre mobile, et un roulement d'orientation comprenant une bague intérieure (5) et des moyens (6) pour sa fixation sur la face supérieure d'un premier (2) des châssis, une bague extérieure (3) et des moyens (4) pour sa fixation au second châssis (1), une rangée d'éléments roulants (7) disposés entre les deux bagues (3, 5) pour former un butée à roulement transmettant au châssis fixe (1) les charges axiales appliquées de haut en bas au châssis mobile (2), et une rangée d'éléments roulants (10) disposés entre les deux bagues (3, 5) pour former un roulement radial transmettant au châssis fixe (1) les charges radiales appliquées au châssis mobile (2), caractérisé par le fait que la bague extérieure (3) présente, en dessous de la rangée d'éléments roulants (7) formant butée à roulement, une partie inférieure (3d) ayant un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du premier châssis (2) et comportant une surface d'appui (15) inférieure située à faible distance axiale audessus d'une face d'appui supérieure du premier châssis (2). 2. Agencement suivant la revendication 1, la bague extérieure (3) étant subdivisée axialement en plusieurs bagues partielles (3a à 3d) démontables pour permettre l'accès aux parties internes du roulement, caractérisé par le fait que la bague partielle inférieure (3d) comporte une surface d'appui intérieure située à faible distance radiale à l'extérieur d'une surface d'appui extérieure (16) de la bague intérieure (5). 3. Agencement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'une desdites surfaces d'appui est formée par un ou plusieurs patins de glissement (15, 16) rapportés. 4. Agencement suivant les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le ou les patins d'appui (15) est (sont) rapporté(s) sur la bague extérieure (3) 5. Agencement suivant les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le ou les patins d'appui (16) est (sont) rapporté(s) sur la bague intérieure (5). 6. Agencement suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que les patins d'appui (15, 16) sont en bronze.