Brevet FR2308013A1 — publié le 19761112

La présente invention concerne un palier à roulement du type présentant deux bagues coaxiales déterminant chacune un chemin de roulement apte à recevoir une pluralité de corps roulants, et comportant une ou deux demi-cages de roulement. La présente invention se rapporte également aux cages ou demi-cages de roulement équipant ledit palier. De façon générale, les cages de roulement et en particulier les cages à billes se présentent sous la forme de deux éléments assemblés par des moyens mécaniques ou encore sous la foF med'un seul élément qui s'engage dans l'un des côtés du palier à roulement. De par sa conception même, le rôle d'une cage de roulement est toujours de maintenir l'écartement des corps roulants entre eux et dans certain cas d'assurer leur guidage. En revanche, dans certairsautres types de palier à roulement, ce sont les corps roulants eux-mêmes qui assurent le guidage de la cage. Les paliers à roulement classiques se composent d'une bague extérieure et d'une bague intérieure, entre lesquelles évolue une pluralité de corps roulants,maintenues par une cage de roulement. Pour réaliser le montage de ces diverses parties composant le palier à roulement, la bague intérieure est introduite dans la bague extérieure de façon excentrée et les corps roulants sont places dans l'espace libre entre les deux bagues. Pour introduire le maximum de corps roulants, on envisage dans certain cas une légère déformation de l'une des bagues et l'on procède ensuite à la répartition des corps roulants puis à la mise en place de la cage de guidage. I1 apparat clairement que l'inconvénient majeur de ce type de montage réside dans le fait que le nombre des corps roulants se trouve limité. I1 n'est en effet pas possible de placer plus de corps roulants que ne le permet l'espace créé par suite de l'excentration des bagues. En conséquence, si l'on désire augmenter la capacité de charge d'un palier à roulement en conservant les mêmes cotes d'encombrement, il faut accrottre le nombre des corps roulants, ce qui oblige donc à avoir recours à une autre technique. Une solution possible consisterait en la ralisatio d'une bague divisée en deux parties ou éventuellement en une seule pièce présentant un chemin dégagé. Cependant, en faisant appel à une telle technique, il se pose le problème du maintien des divers éléments du palier en un ensemble indissociable sus ceptible d'être manipulé sans précaution particulière. De façon habituelle, et plus particulièrement dans le cas où la bague intérieure est réalisée en deux parties ou encore lorsque ladite bague intérieure est réalisée en une partie mais dégagée, on introduit dans l'alésage un bouchon réalisé en une matière plastique ou souple qui maintient ensemble les deux demi-bagues de roulement par serrage. Le même résultat peut être obtenu au moyen d'une agrafe. Lors du montage du palier à roulement sur un arbre, il convient alors d'éjecter le bouchon ou d'enlever l'agrafe, tout en veillant à maintenir ensemble les éléments constitutifs du palier à roulement. La présente invention propose une solution nouvelle au problème exposé précédemment qui consiste à réaliser une cage de roulement qui remplit, d'une part sa fonction habituelle, à savoir maintenir l'écartement des corps roulants entre eux et, d'autre part, est destinée à empêcher le déplacement axial de l'une ou de plusieurs des pièces constituant l'un des deux chemins de roulement ; en effet, lorsque l'une au moins des deux bagues coaxiales présente une demi-gorge dégagée, un tel mouvement de déplacement est toujours parfaitement possible dans un sens. Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, le palier à roulement se caractérise par le fait que au moins l'une des deux bagues coaxiales présente une demi-gorge dégagée à partir du plan médian du palier à roulement, et par le fait que l'organe d'espacement des corps roulants est constitué par au moins une demi-cage qui est agencée de manière à coopérer à la fois avec lesdits corps roulants et avec la bague pourvue de la demi-gorge (ou bien à la fois avec lesdits corps roulants et avec l'une des bagues, dans le cas où les deux bagues sont pourvues chacune d'une demi-gorge) en vue d'opposer une certaine résistance au déplacement axial d'une bague par rapport à l'autre. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'une des deux bagues coaxiales du palier à roulement présente une gorge profonde, alors que la bague opposée pourvue d'une demi-gorge est coupée au niveau du plan médian du palier à roulement (de manière à être limitée à une demi-bague) et se trouve complétée par une seconde demi-bague symétrique de la première dans pareil cas, l'organe d'espacement des corps roulants assurant simultanément la cohésion de l'ensemble du palier à roulement, est constitué par deux demi-bagues coopérant chacune avec la demi-bague adjacente. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une des deux bagues coaxiales du palier à roulement présente une gorge profonde alors que la bague opposée est pourvue d'une demigorge dégagée à partir du plan médian du palier à roulement, ledit organe d'espacement étant alors constitué par une seule demi-cage coopérant à la fois avec les corps roulants et avec ladite bague pourvue de la demi-gorge dégagée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, chacune des deux bagues coaxiales du palier à roulement présente une demi-gorge dégagée à partir du plan médian du palier à roulement, les dégagements étant de sens opposé ; dans pareil cas l'organe d'espacement doit être constitué par deux demi-cages coopérant chacune avec l'une des deux bagues coaxiales. Bien entendu, l'invention se rapporte également aux cages de roulement qui sont en fait réalisées soit sous la forme d'une ou de deux demi-cages. La ou les demi-cages de l'invention déterminent une pluralité de logements aptes à recevoir, avec un certain jeu, les divers corps roulants, lesdits logements étant conçus de manière que la ou les demi-cages peuvent être retenues sur les corps roulants. On décrira, ci-après, l'invention plus en détail à propos d'un certain nombre de modes de réalisation particuliers qui sont donnés à titre d'exemples non limitatifs et qui sont illustrés par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un palier à roulement selon l'invention dont la bague inférieure est constituéeen deux parties - les figures 2 à 4 représentent divers modes d'exé- cution de deux demi-cages de guidage et de maintien selon l'invention - les figures 5 et 6 représentent une vue partielle en coupe d'un palier à roulement dont l'un des deux chemins de roulement se trouve dégagé - les figures 5a et 6a représentent partiellement les demi-cages, sous forme développée, correspondant respectivement aux paliers à roulement illustrés aux figures 5 et 6 - la figure 7 représente un autre mode de réalisation du palier à roulement selon l'invention dans lequel les deux bagues présentent chacune une demi-gorge dégagée à partir du plan médian dudit.palier à roulement - la figure 8 représente une variante possible non limitative d'un palier à roulement selon l'invention,du type à contact oblique,équipé de deux rangées de billes - les figures 9 à 13 représentent des paliers à roulement approchants de ceux représentés respectivement aux figures 1,5,6,7 et 8, la coopération entre la ou les demi-cages et la surface de la bague correspondante s'effectuant de façon différente. Le palier à roulement illustré à la figure 1 comporte deux bagues coaxiales déterminant chacune un chemin de roulement apte à recevoir une pluralité de corps roulants qui, dans le mode de réalisation représenté, sont constitués par des billes 10. La bague extérieure 12 présente une gorge profonde constituant un chemin de roulement 14 qui rend les billes 10 axialement fixes. La bague intérieure est réalisée en deux parties constituant chacune une demi-bague 16 et 18. Chacune des demibagues 16,18 présente une demi-gorge correspondante 20,22 qui est coupée au niveau du plan médian du palier à roulement. L'organe d'espacement des billes et de maintien du palier à roulement est réalisé sous la forme de deux demi-cages 24 et 26 qui sont susceptibles de coopérer simultanflent avec les billes 10 et avec les deux demi-bagues 16 et 18. Les deux demi-cages 24 et 26 peuvent par exemple présenter une forme développée analogue à celles des figures 2,3et 4. Les demi-cages 24 et 26 selon l'invention ont été conçues de manière à déterminer des logements fermés 28 susceptibles de recevoir, avec un certain jeu, les billes 10. Comme cela se trouve représenté aux figures 2 à 4, les demi-cages 24 et 26 affectent des formes essentiellement complémentaires de manière à être susceptibles de parfaitement s'imbriquer l'une dans l'autre. Chacun des logements 28 est fermé par des doigts de retenue 30 qui sont élastiquement déformables de manière à pouvoir réaliser l'enclenchement de chacune des demi-cages 24 et 26 ainsi que leur maintien sur les billes 10 qui, elles, sont rendues axialement fixes du fait de leur coopération avec le chemin de roulement à gorge profonde 14. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention (voir figure 2), au voisinage immédiat des doigts élastiques de retenue 30, des évidements 32 sont ménagés en vue de permettre la déformation élastique desdits doigts 30 lors de ltenclenche- ment des demi-cages 24 et 26 sur les billes 10. On constate donc que les deux demi-cages 24 et 26 remplissent bien la première fonction qui consiste à maintenir un espacement circonférentiel dans le plan médian du palier à roulement entre les diverses billes 10. D'autre part, les demi-cages 24 et 26 viennent en butée latéralement sur les demi-bagues 16,18, ce qui empêche donc tout déplacement axial de ces dernières et permet ainsi de disposer d'un palier à roulement constitué par un ensemble totalement indissociable.Dans le mode de réalisation particulier de la figure 1, chaque demi-cage 24,26 présente une collerette annulaire 34 venant en butée sur la paroi latérale 36 d'une gorge annulaire ouverte 38. Cette disposition particulière permet en quelque sorte de noyer la cage d'espacement et de maintien à l'intérieur du palier à roulement. Ce type de palier selon l'invention, peut alors être monté de diverses façons mais il est bien évident que la dernière étape de montage doit toujours être constituée par la mise en place d'une demi-cage de roulement. La dernièredemi-cagedercuiment mise en place, qui vient s'enclencher élastiquement sur les billes, se trouve alors retenue sur ces dernières (qui sont axialement fixes) et oppose en conséquence une certaine résistance au déplacement axial des demi-bagues 16 et 18 par rapport à la bague 12. Bien entendu, les demi-cages de roulement sont réalisées en une matière synthétique dotée d'une certaine élasticité, elles peuvent par exemple être réalisées en polyamide. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la bague extérieure présente la gorge profonde et la bague intérieure est réalisée en deux parties. Bien entendu, on peut parfaitement, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, imaginer une disposition rigoureusement inverse dans laquelle ce serait la bague intérieure qui présenterait la gorge profonde, alors que la bague extérieure serait réalisée en deux parties ; on pourrait également envisager un mode de réalisation dans lequel les deux bagues coaxiales seraient chacune réalisée en deux parties. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le palier à roulement selon l'invention comporte une bague extérieure 40 présentant une gorge profonde 42 bloquant les billes 44 axialement, alors que la bague intérieure 46 est pourvue d'une demigorge 48 dégagée à partir du plan médian du palier à roulement. Bien entendu, ce dégagement 50 peut s'étendre indifféremment vers la droite ou vers la gauche. Dans ce mode de réalisation de la figure 5, l'organe d'espacement est constitué par une seule demi-cage 52 représentée plus en détail sous sa forme partielle développée à la figure 5a. La demi-cage 52 présente des logements constitués par des cavités 54 affectant chacune la forme d'un segment sphérique ouvert limité par deux doigts élastiques de retenue 56 qui se prolongent au delà du plan médian du palier à roulement. Dans ce type de palier à roulement dit "à contact oblique, la cage à billes 52 est engagée par le même côté que la bague intérieure 46. La collerette annulaire 58 maintient alors la bague 46 en position et évite tout déplacement axial de cette dernière.Les doigts de retenue 56 de la cage 52 dotent présenter une certaine élasticité de manière à pouvoir se déformer élasrtiquement en vue d'autoriser l'enclenchement puis la retenue de la cage 52 sur les billes 44. Il est bien entendu tout à fait possible de réaliser une disposition inverse, telle qu'elle se trouve d'ailleurs illustrée à la figure 6. Dans ce cas, les bagues intérieures et extérieures présentent alors respectivement une gorge profonde 42 et une demi-gorge 48 se prolongeant par un dégagement 50. La demi-cage 52 doit alors présenter une disposition symétrique de la demi-cage précédente (représentée à la figure 6a). Dans le cas particulier des paliers à roulement des figures 5 et 6, la collerette annulaire 58 vient en butée sur la surface latérale d'une gorge annulaire ouverte 60 ménagée dans la bague présentant la demi-gorge 48 et le dégagement 50, cette gorge annulaire ouverte 60 étant située soit du c8té opposé du dégagement 50, soit du même côté. La figure 7 représente une autre variante du palier à roulement selon l'invention. Dans ce cas particulier, la bague extérieure 62 et la bague intérieure 64 présentent chacune une demi-gorge 66 et 68 dégagée à partir du plan médian du palier à roulement. Les dégagements correspondants 70 et 72 doivent impérativement être de sens opposé. Dans ce mode de réalisation, l'organe d'espacement ou de maintien est réalisé sous la forme de deux demi-cages 74 et 76 affectant des formes complémentaires de manière à pouvoir s'imbriquer l'une dans l'autre comme cela se trouve par exemple illustré aux figures 2 à 4. Les collerettes 78 et 80 des cages 74 et 76 sont respectivement orientées vers l'extérieur et vers l'intérieur du palier.La collerette 78 vient en butée sur la paroi latérale d'une gorge annulaire ouverte 82 ménagée dans la bague extérieure 62 et située du cobé opposé au dégagement 70. La collerette 80 de la demi-cage 68 vient en butée sur la surface latérale de la gorge annulaire ouverte 84 ménagée dans la bague intérieure 64 du côté opposé au dégagement 72. Bien entendu, la direction des dégagements 70 et 72 peut être inversée à la condition toutefois que ces derniers restent toujours de sens opposé. Dans tous les modes de réalisation précédemment décrits les corps roulants sont constitués par des billes dont les centres se situent rigoureusement dans le plan médian du palier à roulement. On peut cependant dans le cadre de cette invention imaginer une variante de palier à roulement comportant deux rangées parallèles de billes, comme illustré à la figure 8. Dans ce cas particulier, la bague extérieure 86 présente deux gorges profondes 88 et 90 rendant les billes 92 et 94 axialement fixes. La bague intérieure est réalisée en deux parties 95 et 98 dont chacune présente une demi-gorge 100 et 102 dégagée en direction du plan médian du palier à roulement. Cette variante de palier à roulement du type à contact oblique" nécessite l'utilisation de deux demi-cages intérieures 104 et 106. La réalisation des demicages 104 et 106 est analogue à celle qui se trouve illustrée aux figures 5a et 6a, et ont également pour fonction d'assurer l'écartement des billes et de venir se retenir sur ces dernières. Du fait de l'enclenchement des demi-cages 104 et 106, respectivement sur les billes 92 et 94, et du fait de leur coopération respectivement avec les parties de bagues intérieures 96 et 98, lesdites demi-cages maintiennent donc ces dernières axialement fixes. Cette coopération des demi-cages 104 et 106 peut s' ef- fectuer par l'intermédiaire d'une collerette venant en butée sur la paroi latérale d'une gorge annulaire ouverte de façon identique à celle décrite dans les modes de réalisation illustrés par les figures 1 à 7. Les modes de réalisation illustrés aux figures 9 à 13 sont approchants de ceux des figures 1,5,6,7 et 8, à la différence près que les collerettes annulaires sont réalisées sous la forme particulière d'une jupe ce qui confère une certaine élasticité au palier à roulement correspondant. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 9, l'extrémité libre 108 de la jupe 110 vient en butée sur la paroi latérale 112 d'une gorge annulaire ouverte 114. En revanche, dans tous les autres modes de réalisation, l'extrémité 108 de la jupe 110 coopère avec une paroi latérale d'une gorge annulaire fermée 116. Dans les modes de réalisation correspondant aux figures 9 et 12, les deux demi-cages de roulement sont réalisées de façon analogue à celles représentées aux figures 2 à 4, alors que dans les modes de réalisation des figures 10,11 et 13, les demi-cages de roulement relèvent d'une conception analogue à celles des figures 5a et Sa. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux divers modes de réalisation particuliers précédemment décrits, mais il est parfaitement possible, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, d'imaginer diverses variantes du palier à roulement comportant une ou deux demi-cages destinées à maintenir un espacement circonférentiel entre les organes roulants et assurant par ailleurs la cohésion dudit palier à roulement. C'est ainsi que, moyennant certaines modifications mineures, les billes constituant les corps roulants peuvent être remplacées par des galets, des rouleaux ou bien des aiguilles. REVENDICATIONS 1.- Palier à roulement du type présentant deux bagues coaxiales déterminant chacune un chemin de roulement apte à recevoir une pluralité de corps roulants, et comportant un organe d'espacement destiné à ménager un certain écartement circonférentiel entre lesdits corps roulants dans le plan médian du palier à roulement, caractérisé par le fait que au moins l'une des deux bagues coaxiales présente une demi-gorge dégagée à partir dudit plan médian du palier à roulement, et par le fait que ledit organe d'espacement est constitué par au moins une demi-cage qui est agencée de manière à coopérer à la fois avec les corps roulants et avec la bague pourvue de la demi-gorge (ou avec l'une des bagues, dans le cas où les deux bagues sont pourvues chacune d'une demi-gorge) en vue d'opposer une certaine résistance au déplacement axial d'une bague par rapport à l'autre. 2.- Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des deux bagues coaxiales présente une gorge profonde alors que la bague opposée pourvue d'une demi-gorge est coupée au niveau du plan médian du palier à roulement de manière à être limitée à une demi-bague et se trouve complétée par une seconde demi-bague symétrique de la première, et par le fait que l'organe d'espacement est constitué par deux demi-cages coopérant chacune avec la demi-bague adjacente. 3.- Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des deux bagues coaxiales présente une gorge profonde alors que la bague opposée est pourvue d'une demi-gorge dégagée à partir du plan médian du palier à roulement, et par le fait que l'organe d'espacement est constitué par une demi-cage coopérant à la fois avec les corps roulants et avec ladite bague pourvue de la demi-gorge dégagée. 4.- Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des deux bagues coaxiales présente une demi-gorge dégagée à partir du plan médian du palier à roulement, les dégagements étant de sens opposé , et par le fait que l'organe d'espacement est constitué par deux demi-cages coopérant chacune avec l'une des deux bagues coaxiales. 5.- Palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les corps roulants sont constitués par une pluralité de billes dont les centres sont situés dans le plan médian du palier à roulement. 6.- Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les corps roulants sont constitués par deux rangées parallèles de billes, que l'une des bagues comporte deux gorges profondes, alors que l'autre est réalisée en deux parties symétriques dont chacune présente une demi-gorge dégagée vers l'intérieur, et par le fait que l'organe d'espacement est constitué par deux demi-cages agencées de manière à coopérer chacune avec une rangée de billes et avec l'une des bagues pourvues de la demi-gorge dégagée. 7.- Palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la ou les demi-cages déterminent une pluralité de logements aptes à recevoir, avec un certain jeu, les divers corps roulants, lesdits logements étant conçus de manière que la ou les demi-cages peuvent être retenues sur les corps roulants. 8.- Palier à roulement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, lorsque l'organe d'espacement est constitué par une seule demi-cage, cette dernière présente des logements constitués par des cavités affectant chacune la forme d'un segment sphérique ouvert limité par deux doigts élastiques de retenue se prolongeant au delà du plan médian du palier à roulement. 9.- Palier à roulement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lorsque l'organe d'espacement est constitué par deux demi-cages, ces dernières affectent des formes essentiellement complémentaires de manière à pouvoir s'imbriquer l'une dans l'autre pour déterminer des logements fermés aptes à recevoir, avec un certain jeu, lesdits corps roulants. 10.- Palier à roulement selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits logements sont fermés par des doigts de retenue élastiquement déformables. 11.- Palier à roulement selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chaque demi-cage présente, au voisinage immédiat des doigts élastiques de retenue, des évidements desti nés à permettre la déformation élastique desdits doigts lors de l'enclenchement des demi-cages sur lesdits corps roulants. 12.- Palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la ou les demi-cages sont réalisées en une matière synthétique dotée d'une certaine élasticité telle que par exemple le polyamide. 13.- Palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la ou les demi-cages pré- sentent une collerette annulaire venant en butée sur la bague correspondante munie de la demi-gorge. 14.- Palier à roulement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que ladite collerette vient en butée sur la paroi latérale d'une gorge annulaire ouverte ménagée sur la bague ou la demi-bague munie du dégagement, ladite gorge annulaire ouverte se situant du côté opposé audit dégagement. 15.- Palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la ou les demi-cages sont équipées d'une jupe dont l'extrémité libre vient en butée sur une paroi latérale d'une gorge annulaire ouverte ou fermée ménagée dans la bague présentant le dégagement, ladite gorge annulaire fermée se situant du côté du dégagement. 16.- Cage de roulement pour palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait qu'elle se présente sous la forme d'une seule demi-cage comportant des logements constitués par des cavités affectant chacune la forme d'un segment sphérique ouvert limité par deux doigts élastiques de retenue se prolongeant au delà du plan médian du palier à roulement. 17.- Cage de roulement pour palier à roulement selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait qu'elle se présente sous la forme de deux demi-cages affectant des formes essentiellement complémentaires de manière à pouvoir stim- briquer l'une dans l'autre pour déterminer des logements fermés aptes à recevoir, avec un certain jeu, lesdits corps roulants. 18.- Cage de roulement selon la revendication 17, caractérisée par le fait que lesdits logements sont fermés par des doigts de retenue élastiquement déformables. 19.- Cage de roulement selon la revendication 17, caractérisé par le fait qu'elle présente une forme développée analogue à celle de l'une des figures 2 à 4 annexées.