Brevet FR2538474A1 — publié le 19840629

Cage pour roulements à billes, en particulier pour roulements à billes à contact oblique La présente invention concerne une cage pour roulements à billes, en particulier pour roulements à billes à contact oblique, constituée par deux bagues latérales qui sont mutuellement raccordées par des traverses, les alvéoles de la cage prévues pour les billes présentant des sections à surfaces partielles courbes qui sont situées respective- ment au-dessus et au dessous du cercle primitif et sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction axiale. Des cages du type précité sont par exemple connues d'après la demande de brevet R F Ao N O 1 750 106. Dans ces cages connues, la friction entre les parois des alvéoles de cage et les billes est relativement grande. D'autres inconvénients de-cette réalisation connue résident dans le fait qu'il n'existe aucun espace libre dans la cage pour une réception de lubrifiant En outre, par suite de la conformation sphérique des alvéoles correspondante à celle des billes, celles-ci viennent s'appliquer en roulant contre une arête, si bien que le lubrifiant se trouve facilement éliminé par l'effet de raclage exercé par les arêtes vives des parois des alvéoles et que le jeu radial des billes dans les alvéoles ne peut pas être déterminé avec précision. Le but de l'invention est de réaliser une cage pour roulements à billes, en particulier pour roulements à billes à contact oblique, comportant des alvéoles pour les billes qui présentent des sections à surfaces partielles courbes décalées l'une par rapport à l'autre dans la direc- tion axiale et situées respectivement au-dessus et au dessous du cercle primitif, et dans laquelle la friction entre les parois des alvéoles et les billes est faible, des espaces libres pour une réception de lubrifiant soit présent et le jeu radial des billes dans les alvéoles puisse être déterminé avec précision. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que la paroi d'alvéole de la section de cage située dans la région de l'une et/ou de l'autre bagues latérales présente plusieurs zones radialement superposées à surfaces coniques qui sont disposées inclinées par rapport à l'axe du roulement chaque fois suivant un angle différent Grâce à cet agencement, on obtient une cage, par exemple en matière plastique, pour roulements à billes qui peut être fabriquée d'une manière rationnelle dans des moules de coulée ou d'injection à poussoirs coulissants, axialement extractibles. Conformément à d'autres caractéristiques de l'invention le rayon de la paroi d'alvéole de la section située dans la région de l'une des bagues latérales est sensiblement plus grand que le rayon de la bille, le centre de la paroi d'alvéole est décalé par rapport au centre de la bille dans la direction axiale vers l'autre bague laté- rale et dans la direction radiale vers l'intérieur, vers l'axe de la cage, tandis que la paroi d'alvéole de la section de cage située dans la région de l'autre bague latérale est pourvue de zones comportant une surface cylindrique et deux surfaces coniques En outre, la surface conique de l'une des zones est inclinée par rapport à l'axe du roulement suivant un angle plus grand que celle de l'autre zone De plus, les surfaces coniques ont une conformation prismatique et forment entre elles un angle obtus Des cages comportant des alvéoles réalisées de cette façon présentent une très faible friction. Enfin, il est avantageux de donner aux traverses dans la cavité de la cage une configuration concave en direction axiale et/ou de munir les bagues latérales d'échan- crures à partir des surfaces frontales extérieures, de façon que l'épaisseur de paroi des bagues latérales soit sensi- blement uniforme et à peu près de même valeur que celle des traverses On obtient ainsi une cage présentant une élasticité en flexion qui convient en particulier pour des roule- ments supportant des couples. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre, de trois exemples de réalisation, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue d'une cage de l'invention, en matière plastique, pour un roulement à billes à contact oblique, dans laquelle la moitié supérieure est une 'coupe d'une alvéole de cage et la moitié inférieure est une coupe d'une traverse; la figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, d'une alvéole de cage; la figure 3 est une vue de dessus d'une partie de la cage représentée dans la figure 1; la figure 4 est une autre forme de réalisa- tion d'une cage en matière plastique pour roulements à billes à contact oblique conforme à l'invention; et la figure 5 est un autre exemple d'une cage de l'invention. La cage en matière plastique pour roulements à billes à contact oblique conforme aux figures 1 à 3 et réali- sée dans un moule de coulée ou d'injection muni de poinçons coulissants axialement extractibles (non représentés) est constituée par deux bagues latérales 1, 2, qui sont mutuel- lement raccordées par des traverses 3 Les bagues latérales 1, 2 présentent, à partir des surfaces frontales, des échan- crures 4, si bien qu'il en résulte une cage élastique en flexion, qui est confectionnée, par exemple en une matière plastique renforcée par des fibres de verre Cette cage est particulièrement appropriée pour des roulements supportant des couples, car en raison de la faible épaisseur de paroi uniforme des bagues latérales 1,2 qui correspond sensiblement à l'épaisseur des traverses 3, ladite cage peut se dilater et des mouvements de billes différents peuvent être reçus dans la cage par déformation des parois minces Par suite de l'utilisation d'un moule de coulée ou d'injection à poin- çons coulissants axialement extractibles, l'alvéole est divisée en une section 5 extérieure de cage située au- dessus du cercle primitif et une section 6 intérieure de cage située au-dessous dudit cercle La paroi 7 d'alvéole de la section 5 de cage a une courbure telle que le rayon R de ledite paroi 7 est sensiblement plus grand que le rayon Rl de la bille Pour obtenir le jeu radial d'alvéole nécessaire, le centre Mw de la paroi 7 d'alvéole est disposé décalé par rapport au centre Mk de la bille 8 en direction axiale vers l'autre bague latérale 1 et en direction radiale vers l'intérieur vers l'axe de la cage Lee sections 5,6 de cage respectivement supérieure et Inférieure sont séparées chaque fois par une arête 9 qui est formée lors de la coulée ou de l'injection de la cage par la ligne de joint des poinçons coulissants axiaux (non représentés) Les parois 10 des - traverses d'une alvéole disposées au-dessus de l'arête 9 sont conformées cylindriquement en direction axiale et s'étendent de façon sensiblement parallèle l'une à l'autre, l'écarte- ment entre elles étant très faiblement supérieur au diamètre des billes Grâce à cette conformation de la section d'alvéole extérieure, la bille 8 vient en contact avec la paroi 7 d'alvéole en un point 11 qui est situé à l'emplace- ment o ladite bille 8 présente la plus faible vitesse périphérique, si bien que l'usure de la cage est maintenue faible La paroi d'alvéole de la section 6 inférieure de cage présente une zone comportant une surface ( 12) cylin- drique et deux zones présentant des surfaces 13, 14 coniques, qui sont respectivement inclinées par rapport à l'axe du roulement suivant un angle différent La surface 12 cylin- drique de la zone supérieure forme par rapport à l'axe du roulement un angle plus grand que la surface 13 conique de la zone médiane, tandis que ladite surface conique 13 forme par rapport à l'axe du roulement un angle plus grand que la surface conique 14, les surfaces coniques 13 et 14 étant dans ce cas agencées en tant que surfaces d'appui à conformation prismatique pour les billes 8 et forment entre elles-un angle obtus L'écartement libre ou dégagement entre la surface cylindrique 12 et l'arête supérieure de la paroi 7 d'alvéole est plus petit en direction axiale dans la région centrale de l'alvéole que le diamètre des billes Il en résulte que les billes 8 doivent être insérées à force dans les alvéoles sous déformation élastique des parois de celles-ci et se trouvent ainsi protégées radiale- ment vers l'extérieur d'une chute lorsque la cage est démon- tée La surface conique 13 de la zone médiane s'étend sur la bague latérale 1 et les traverses 3, si bien qu'entre lés alvéoles des billes se trouve formée une traverse de largeur uniforme en direction périphérique La surface conique 14 de la zone inférieure sert de guide radial à la cage Dans cet agencement des alvéoles de l'invention, les billes ne roulent pas contre une arête comme dans le cas des alvéoles de cage sphériques courantes, mais contre les deux surfaces 13, 14 qui sont situées en-dessous du cercle primitif Grâce à la disposition de la surface 14, le jeu radial des alvéoles peut être déterminé avec précision et un agrandissement du jeu radial par suite d'une usure se trouve largement empêché. Par suite de cet agencement des alvéoles de la cage, il résulte que le lubrifiant n'est pas éliminé par raclage à partir des surfaces des billes En outre, entre les billes 8 et les parois 7, 10 d'alvéole de la cage, il se forme des espaces libres qui servent de réservoirs de lubrifiant Par suite du guidage prismatique des billes 8 dans la section 6 de cage et du guidage ponctuel des billes 8 dans la section de cage extérieure, il ne se produit que de très faibles composantes de friction, si bien que l'usure entre la cage et les billes 8 est très faible Les traverses de la section 6 de cage inférieure débutent dans-la région du milieu de la cage et s'étendent seulement à l'extérieur sur la hauteur totale de la bague latérale 1, si bien que les billes 8 ne viennent pas rouler contre des surfaces qui engendrent une concentration de tensions par accumulation de matière et risquent ainsi de former des fissures La cage de l'inven- tion possède un faible poids et ne nécessite, en raison de sa faible masse, qu'un temps de séjour court dans le moule de coulée ou d'injection. La cage représentée dans la figure 4 présentes des alvéoles agencées comme décrit ci-dessus Elle se distingue simplement de la réalisation précitée par la configuration des bagues latérales 15, 160 Celles-ci sont pourvues à partir des surfaces frontales 17, des gorges 18 s'étendant axialement sur leur pourtour. La cage représentée dans la figure 5 présente également pour l'essentiel les alvéoles représentées dans les figures 1 à 3 Les traverses de cette forme de réali- sation ont une courbure convexe dans l'alésage 19 de la cage. Il est entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention suivant de nombreuses autres modifications ou variantes sans pour autant s'écarter de son cadre et son esprit Ainsi, la paroi d'alvéole de la section 5 de cage peut être par exemple de même conformation que la paroi d'alvéole de la section 6 de ladite cage, de façon que les surfaces cylindriques 12 soient respectivement aménagées à partir du cercle primitif En outre, il est possible confor- mément à l'invention de donner à la paroi d'alvéole de la section 6 de cage inférieure une configuration sphérique et de munir la section 5 de cage supérieure d'une surface 12 cylindrique et de surfaces 13, 14 coniques. REVENDICATIONS 1 Cage pour roulements à billes, en particulier pour roulements à billes à contact oblique, constituée par deux bagues latérales qui sont mutuellement raccordées par des traverses, les alvéoles de la cage prévues pour les billes présentant des sections à surfaces partielles courbes qui sont situées respectivement au-dessus et au-dessous du cercle primitif et sont décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction axiale, caractérisée par le fait que la paroi d'alvéole de la section ( 5 et/ou 6) de cage située dans la région de l'une et/ou de l'autre bagues latérales ( 1, 15 et/ou 2, 16) présente plusieurs zones radialement superposées à surfaces coniques ( 13, 14) qui sont disposées inclinées par rapport à l'axe du roulement chaque fois sui- vant un angle différent. 2 Cage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le rayon (R) de la paroi ( 7) d'alvéole de la section ( 5) située dans la région de l'une des bagues latérales ( 2, 16) est sensiblement plus grand que le rayon (Ri) de la bille ( 8), le centre (Mw) de la paroi ( 7) d'alvé- ole est décalé par rapport au centre (Mk) de la bille ( 8) dans la direction axiale vers l'autre bague latérale ( 1, 15) et dans la direction radiale vers l'intérieur, vers l'axe de la cage, et que la paroi d'alvéole de la section ( 6) de cage située dans la région de l'autre bague latérale ( 1,15) présente des zones comportant une surface ( 12) cylindrique et deux surfaces ( 13, 14) coniques. 3 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la surface ( 13) conique est disposée inclinée par rapport à l'axe du roulement suivant un angle supérieur à celui de la surface ( 14) conique. 4 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les surfaces ( 13, 14) coniques sont agencées suivant une forme prismatique et forment entre elles un angle obtus. Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la surface ( 13) conique s'étend sur la bague latérale ( 1, 15) ainsi que sur les traverses ( 3), ces dernières présentant une épaisseur uniforme entre les alvéoles des billes dans la direction périphérique. 6 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la distance entre la surface ( 12) cylindrique et le bord supérieur de la paroi ( 7) d'alvéole est plus petit en direction axiale, dans la région médiane, que le diamètre de la bille ( 8). 7 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les parties de traverses de la section ( 6) inférieure de cage débutent dans la région du milieu de la cage et ne s'étendent qu'à l'extérieur sur la hauteur totale de la bague latérale ( 1, 15) de la cage. 8 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les traverses ( 3) ont une courbure concave en direction axiale dans l'alésage -de la cage. 9 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les traverses ont une courbure convexe en direction axiale dans l'alésage de la cage. 10 Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les bagues latérales ( 1, 2) présentent des échancrures ( 4) à partir des surfaces frontales extérieures et que l'épaisseur de paroi des bagues latérales ( 1, 2) est senblement de la même grandeur que celle des traverses ( 3) de cage.