Brevet FR2551150A1 — publié le 19850301

i l 2, 2551150 La présente invention concerne une cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux, oameunirculement à rouleaux cylindriques, un roulement à rouleaux coniques ou un roulement à rouleaux sphériques. Des cages en matière plastique pour des roulements à rouleaux sont largement connues, par exemple la cage en matière plastique du palier à rouleaux cylindriques représentéesur les figures 1 et 2, comprenant deux pièces annulaires concentriques 11 a et 12 a se faisant face, un nombre prédéterminé de barrettes 13 a disposées a intervalles égaux suivant la circonférence, et des logements 14 a destinés chacun à contenir un rouleau 2, ce logement étant formé entre des barrettes voisines et les parties planes 121 a de pièces annu15 laires Sur les figures, la référence 3 désigne un chemin de roulement extérieur et la référence 4 un chemin de roulement intérieur. En général, une cage en matière plastique est plus légère qu'une cage métallique et elle possède 20 une résilience et une résistance à la rupture qui peuvent être considérées comme supérieures à celles d'une cage métallique dans des conditions dures impliquant des vibrations, des chocs, etc et elle peut aussi être considérée comme différente d'une cage métallique en ce qui concerne la forme de rupture. Cependant, des essais de rupture par fatigue réalisés par les inventeurs ont montré que dans une cage en matière plastique, comme dans une cage métallique, une concentration de contraintes se produit dans les angles 15 a 30 des parties de liaisons entre les pièces annulaires 11 a, 12 a et les barrettes 13 a et, particulièrement avec la partie périphérique extérieure ou la partie périphérique intérieure de l'angle 15 a comme point de départ, les pièces annulaires sont cassées par une 35 fissure qui se propage vers la surface d'extrémité extérieure de la pièce annulaire 12 a comme l'indique la ligne de rupture B. 2 2551 10 o Il en résulte que même dans une cage en matière plastique, pour éviter la concentration des efforts et pour augmenter la solidité, la forme de l'angle 15 a, particulièrement le rayon de courbure de sa surface incurvée, est un facteur important, mais, dans la technique antérieure, il était nécessaire que le rayon de courbure de l'angle soit établi à une dimension qui ne g ê N e pas la partie chamfreinée du rouleau qui se trouve dans le logement et par conséquent, il était de pratique courante de prévoir un rayon de courbure uniforme entre la partie périphérique intérieure et la partie périphérique extérieure du logement. Par conséquent, pour augmenter la solidité, 15 l'épaisseur axiale et l'épaisseur radiale des pièces annulaires 11 a et 12 b ont été augmentées, mais ces contre-mesures sont limitées par les dimensions principales, particulièrement la largeur, le diamètre intérieur et le diamètre extérieur du roulement et dans ce cas, les dimensions des rouleaux sont quelquefois inévitablement réduites et l'épaisseur précitée augmentée, ce qui soulève un problème pouvant conduire à une capacité de charge réduite du roulement. Ainsi, le degré de liberté de conception des 25 cages conventionnelles en matière plastique pour des roulements à rouleaux était limité. L'invention a pour objet de résoudre les problèmes précités et de proposer une cage en matière plastique pour un roulement àrculeaxdmtlarésistance de la 30 rupture est élevée. Un autre objet de l'invention est de proposer une cage en matière plastique pour un roulement à rai 3 lax pwmettant de réaliser un roulement de grande capacité de charge,et qui de plus soit compact D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description 3 2551150 qi va suivre, faite en réf érence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, sur lesquels: La figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'une cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux cylindriques selon la technique antérieure, La figure 2 est une vue en perspective d'un logement destiné à recevoir un rouleau La figure 3 est une vue correspondant à celle 10 de la figure 2 mais illustrant un mode de réalisation de l'invention, et Les figures 4 et 5 représentent un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 4 correspondant à la figure 1 et la figure 5 correspondant à la 15 figure 2. Sur la figure 3 qui est une vue en persepctive montrant les parties essentielles d'un mode de réalisation de l'invention, les références 11 et 12 désignent deux pièces annulaires, la référence 13 désigne une barrette 20 qui relie axialement les pièces annulaires et la référence 14 désigne un logement qui contient un rouleau et qui est formé par des barrettes voisines et les pièces annulaires 11 et 12. Chaque barrette comporte deux parties de maintien 133 espacées l'une de l'autre pour maintenir le rouleau en deux positions etpour éviter qu'il ne tombe du logement Les parties de maintien comportent chacune une surface cylindrique en regard de l'intérieur du logement et des lèvres 136 et 137 sont formées sur 30 la partie périphérique extérieure et sur la partie périphérique intérieure de la cage, dirigées radialement à partir de la surface cylindrique En outre, un évidement 132 qui constitue un réservoir de lubrifiant est formé entre les parties de maintien> 35 et une partie plane 131 qui forme également un réservoir de lubrifiant est prévue entre les surfaces d'extrémités intérieures planes 111, 121 des pièces annulaires qui sont voisines du logement et des parties de maintien. Une partie de liaison 15 qui relie la partie plane 131 aux surfaces d'extrémité intérieures 111 et 121 sur le côté du logement des pièces annulaires, comporte une surface incurvée concave vers le logement, c'est-à-dire, une surface incurvée dont le centre de courbure se trouve dans le logement et le rayon de courbure R de cette surface incurvée augmente progressivement vers le côté de la périphérie extérieure et de la partie périphérique intérieure de la cage, dans une plage qui lui permet de ne pas interférer avec la partie chamfreinée du rouleau, par rapport au cercle primitif L quand le rouleau 15 se trouve dans le logement. Autrement dit, le rayon de courbure de la surface incurvée de la partie de liaison 15 est minimal sur le cercle primitif L et maximal à la partie périphérique extérieure ou la partie périphérique intérieure Comme cela a été décrit ci-dessus, dans la cage selon l'invention, le rayon de courbure R de l'angle de la partie de liaison 15 entre les barrettes et les pièces annulaires est' minimal sur le cercle primitif L et augmente progres25 sivement vers le côté de périphérie extérieure ou le côté de périphérie intérieure de la cage, et par conséquent, même si des chocs vibratoires sévères sont reçus, la concentration des efforts est moindre car les rayons de courbure de la partie périphérique inté30 rieure et de la partie périphérique extérieure de la cage sont grands et par conséquent, la cage a une haute résistance à la rupture. En outre, étant donné que la résistance à la rupture de la partie de liaison est augmentée, 35 il est donc possible de réduire l'épaisseur axiale des pièces annulaires et, même si la largeur de la cage est limitée par la largeur du roulement, 2551150 la longueur des rouleaux peut être aussi grande que possible et par conséquent, un roulement d'une grande capacité de charge peut être réalisé. Les figures 4 et 5 représentent un autre mode de réalisation de l'invention Ce mode de réalisation consiste en une cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux coniques. La référence 11 désigne une pièce annulaire de petit diamètre, la référence 12 désigne une pièce 10 annulaire de grand diamètre, la référence 13 désigne une barrette qui relie axialement les pièces annulaires et la référence 14 désigne un logement formé par les barrettes voisines et les pièces annulaires. La cage de ce mode de réalisation est du type obtenu par frappe(généralement appellé éetaaial) et une nervure 138 de renforcement de la liaison entre chaque barrette et la pièce annulaire de grand diamètre est formée sur une partie reliée à la pièce annulaire 12 sur la périphérie extérieure de la barrette, et la cage comporte une partie de dépouille 139 pour la frappe, près de la nervure 138 La surface latérale de la barrette tournée vers le logement qui contient un rouleau est plane, L'angle de la partie de liaison entre la pièce annulaire 11 de petit diamètre et 25 la barrette 13 a une dimension minimale R sur le cercle primitif L du rouleau et augmente progressivement vers le côté de la périphérie extérieure et le côté de la périphérie intérieure de la cage dans une mesure qui lui permet do ne pas interférer 30 avec la partie chamfreinée du rouleau. Ce mode de réalisation, à savoir la cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux coniques est moulé par étirage axial et par conséquent, la pièce annulaire 11 de petit diamètre et la pièce annulaire 12 de grand diamètre ont souvent une épaisseur radiale réduite et une épaisseur axiale réduite et il est donc nécessaire d'augmenter la résistance 6 2551150 à la rupture par fatigue de la cage et l'effet de cette contre-mesure qui peut être appliquéedans le logement est important. Dans le mode de réalisation décrit ci5 dessus, le rayon de courbure de l'angle est minimal sur le cercle primitif des rouleaux et il augmente progressivement vers le côté de la périphérie extérieure et le côté de la périphérie intérieure de la cage, de sorte que la forme de la surface incurvée de cet angle n'est pas limitée à ce mode de réalisation, car il est possible que le rayon de courbure augmente non pas progressivement mais par gradins de manière qu'il soit minimal sur le cercle primitif des rouleaux et maximal sur le côté de la périphérie extérieure ou le côté de la périphérie intérieure de la cage. Comme cela a été décrit ci-dessus, la cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux, selon l'invention, est réalisée-de manière que le rayon 20 de courbure de l'angle de la partie de liaison entre la partie plane formée sur la surface latérale d'une barrette et la surface d'extrémité intérieure d'une pièce annulaire soit minimale sur le cercle primitif des rouleaux et augmente vers la partie de 25 périphérie extérieure et la partie de-périphérie intérieure de la cage, de sorte que le rayon de courbure est maximal sur cette partie périphérique extérieure ou cette partie périphérique intérieure, ce dont il résulte que la concentration des efforts 30 peut être réduite et qu'en même temps, l'épaisseur dans la direction dans laquelle une fissure se propage est augmentée, ce qui conduit à une meilleure résistance à la rupture de la cage En outre, conjointement avec la meilleure résistance 35 à la rupture, l'épaisseur de la pièce annulaire peut être réduite et par conséquent, les rouleaux peuvent être allongés en conséquence, ce qui conduit 7 2 2551150 à une amélioration de la capacité de charge du roulement. Inversement, dans une utilisation dans laquelle la capacité de charge n'a pas à être augmentée, il est également possible de diminuer l'épaisseur axiale de la pièce annulaire ce qui a pour effet de réduire la largeur de la cage, de sorte que la largeur du roulement peut être réduite et que l'espace de montage peut être économisé. 8 255 '1150 REVENDICATIONS 1 Cage en matière plastique pour un roulement à a leaxoempont unepamiffe et une seconde pièces annulaires ( 11,12) écartées axialement l'une de l'autre, plusieurs barrettes ( 13) reliant lesdites pièces annulaires et 5 disposées à distances égales suivant la circonférence et un logement ( 14) pour contenir un rouleau, formé entre deux barrettes voisines et lesdites pièces annulaires, caractérisée en ce que la surface latérale de la barrette formant ledit logement, qui est voisine de ladite première pièce annulaire comporte une partie plane ( 131), la partie de liaison ( 15) entre la partie plane et ladite première pièce annulaire comportant une surface incurvée, concave vers ledit logement et le rayon de courbure (R) de ladite 15 surface incurvée étant minimal sur le cercle primitif de l'élément roulant et augmentant vers au moins un côté dans la direction radiale de ladite cage. 2 Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde pièce annulaire sur la surface latérale des barrettes formant ledit logement comporte une seconde partie plane ( 121), la partie de liaison entre ladite seconde partie plane et ladite seconde pièce annulaire formant une seconde surface incurvée concave vers ledit logement et le rayon de 25 courbure de ladite seconde surface incurvée étant minimal sur le cercle printif (L) du rouleau et augmentant vers au moins un côté dans la direction radiale de ladite cage. 3 Cage selon la revendication 2, carac30 térisée en ce que chacune desdites barrettes comporte deux parties élargies et espacées ( 134) avec une partie de surface cylindrique ( 133) en regard de l'intérieur dudit logement et un réservoir ( 132) pour du lubrifiant étant formé entre lesdites parties. 35 4 Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en une cage en matière plastique pour un roulement à rouleaux cylindriques. 9 2551150 Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première pièce annulaire ( 11) a un diamètre inférieur à celui de ladite seconde pièce annulaire ( 12). 6 Cage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle consiste en une cage matière plastique pour un roulement à rouleaux coniques. 7 Cage en matière plastique pour un roule10 ment à rouleaux, comprenant une première et une seconde pièces annulaires ( 11,12) espacées axialement l'une de l'autre, plusieurs barrettes ( 13) reliant lesdites pièces annulaires et disposées à distances égales suivant la circonférence et un logement ( 14) pour 15 contenir un r o u 1 e a u, formé entre deux barrettes voisines et lesdites pièces annulaires, caractérisée en ce que la surface latérale d'une barrette formant ledit logement qui est voisine de ladite première pièce annulaire comporte une partie plane ( 131), la partie de liaison ( 15) entre ladite partie plane et lesdites pièces annulaires étant reliées par une surface incurvée dont le centre de courbure se trouve dans ledit logement et le rayon de courbure (R) de ladite surface incurvée 25 étant minimal sur le cercle primitif (L} de l'élément roulant et augmentant vers au moins un côté dans la direction radiale de ladite cage.