Brevet FR2574140A1 — publié le 19860606

La présente invention concerne une cage à billes pour t,thermQ- roulement à billes, constituée en une matière/p astlque et per- mettant la fabrication de roulementsà billes possédant un nombre élevé de billes et auxquelles une action correcte de guidage est appliquée. Les cages à billes du type mentionné précédemment com- portenthabituellement une bague et un certain nombre de couples de languettes déformables faisant saillie à partir de ladite ba- gue en direction de l'axe de la cage. Un siège comportant un élé- ment de surface sphérique est formé pour une bille sur chaque couple de languettes voisines de chaque bille. Chacune desdites languettes fait saillie axialement au-delà du plan passant par le centre de la bille, de manière à former un élément de rete- nue pour la bille, qui est en contact avec la languette, et d'em- pêcher ainsi la bille de se dégager de son siège. Bien que l'en- semble soit assez satisfaisant, un inconvénient principal des cages à billes du type mentionné ci-dessus est qu'elles convien- nent mal pour être utilisées dans des roulements possédant un nombre important de billes et par conséquent un faible jeu en- tre les surfaces de billes voisines. En réalité l'interstice for- mé entre deux billes voisines est trop faible pour qu'on puisse y loger le cas échéant deux languettes de retenue, sans réduire de façon excessive l'épaisseur de ces dernières, en particulier au niveau de leur partie la plus intérieure du point de vue ra- dial. Par conséquent les cages à billes du type mentionné pré- cédemment ne peuvent pas être utilisées dans des roulements pos- sédant un nombre élevé de billes ou bien, d'une manière plus gé- nérale, lorsque lesdites billes sont entassées en étant serrées les unes contre les autres. Le but de la présente invention est de fournir une ca- ge à billes pour roulement à billes du type mentionné plus haut, agencée de manière à supprimer l'inconvénient mentionné précé- demment, c'est-à-dire agencée de manière à être utilisée dans des roulements à grande capacité de charge, possédant un nombre élevé de billes étroitement serrées les unes contre les autres. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une cage à billes pour roulement à billes, constituée en un matériau synthétique élastiquement déformable et agencée de manière à positionner les centres desdites billes dans un plan perpendiculaire à l'axe du roulement et de manière qu'elles soient équidistantes sur la même circonférence, ladite cage com- portant une bague, un certain nombre de parties saillantes qui font saillie en direction de l'axe du roulement et sont situées sur une face de ladite bague, et un certain nombre de sièges pour lesdites billes, chaque siège comprenant une surface sphé- rique et étant formé sur ladite bague, entre deux parties sail- lantes voisines, caractérisée en ce que chacune desdites parties saillantes comporte deux languettes élastiquement déformables faisant saillie suivant ladite direction et situées à l'exté- rieur de la surface cylindrique possédant le même diamètre que ladite circonférence sur laquelle sont disposées les billes, une dent faisant également saillie dans la même direction et étant située intérieurement par rapport à ladite surface cylindrique, et une encoche acencée de manière à séparer lesdites lan- guettes de ladite dent et située essentiellement sur la- dite surface cylindrique, les surfaces, qui sont tournées vers les billes, desdites languettes et de ladite dent étant des élé- ments de surface sphériques appartenant à l'une desdites surfa- ces sphériques situées sur lesdits sièges. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un roulement à billes oblique comportant une double rangée de billes et comportant des cages-entretoises conformes à la pré- sente invention; - la figure 2 représente une vue de face d'une partie de la cage à billes conforme à la présente invention; - la figure 3 représente une coupe de la cage à billes de la figure 2, prise suivant la ligne III-III; - la figure 4 représente une coupe de la cage à billes de la figure 3, prise suivant la ligne IV-IV; - la figure 5 représente une vue en coupe de la cage à billes de la figure 2, prise suivant la ligne VV; et - la figure 6 représente un détail à plus grande échel- le de l'élément formant cage à billes représenté sur la figu- re 2. La cage à billes conforme à la présente invention con- vient pour être montée sur un roulement à billes du type repré- senté sur la figure 1, ledit roulement comprenant essentielle- ment une bague intérieure 2 et une bague extérieure 3 munie de deux rangées de billes 4 interposées entre ces bagues. Grâce à l'action de la cage à billesconforme à la présente invention, les centres 5 desdites billes sont disposés dans un plan perpen- diculaire à l'axe du roulement et passant par lesdits centres des billes, qui sont équidistants sur une même circonférence. La cage à billes conforme à la présente invention com- porte essentiellement une bague 6 et un certain nombre de par- ties saillantes 7, dont chacune fait saillie axialement à par- tir de ladite bague en direction du centre 5 de chaque bille. Entre deux parties saillantes voisines se trouve ménagé un siè- ge 8 (figure 2) pour une bille, ledit siège étant essentielle- ment défini par un élément de surface sphérique et, comme cela est clairement visible sur les figures 2, 3 et 4, est formé en partie sur la bague 1 et en partie sur deux parties saillantes voisines 7. Conformément à la présente invention, chacune desdites parties saillantes comporte essentiellement un couple de lan- guettes 9, dont chacune fait saillie essentiellement axia]ement par rapport à ladite partie saillante 7. Chacune desdites lan- guettes est limitée, d'un côté, par ladite surface sphérique du siège 8 et, sur le côté opposé, par un élément de surface sphé- rique 10 disposé par rapport à l'autre surface sphérique de tel- le sorte que, comme cela est clairement visible sur la figure . 2574140 6, la largeur de la section du pied de ladite languette augmen- te, à partir du rayon intérieur, depuis une valeur minimum S2 jusqu'à une valeur maximum Si. Chacune desdites languettes est située à l'extérieur de la surface cylindrique possédant le même diamètre que la cir- conférence passant par les centres 5 des billes. En outre, com- me cela est clairement visible sur la figure 5, la section du pied de chacune desdites languettes est située dans un plan qui est parallèle au plan passant par les centres 5 des billes et go qui est perpendiculaire à l'axe de la cage et qui, par rapport audit plan, est situé du côté opposé au côté sur lequel se trou- ve la bague 6. De façon analogue, l'élément de surface sphérique, tour- né vers les billes et qui définit chaque languette 9, interfère Q5 avec chaque languette de manière a l'empêcher de se dégager de sa position correcte, lorsqu'elle est montée à l'intérieur de la cage. Conformément à la présente invention, chaque partie saillante 7 comporte également une dent 13, cette dernière fai- sant également saillie suivant la direction de l'axe de la cage et étant située à l'intérieur de la surface cylindrique possé- dant le même rayon que la circonférence passant par les centres des billes. Entre ladite dent 13 et les languettes respecti- ves 9 se trouve ménagée une encoche 14 servant à séparer la dent des languettes et qui est essentiellement située sur ladite sur- face cylindrique, comme cela est clairement visible sur la fi- gure 5. Comme cela est clairement visible sur la figure 3, la longueur axiale de la dent 13 peut être inférieure à celle des languettes 9. Comme cela est également représenté sur la figure 3, le diamètre moyen de la bacue de la cage est, de façon appro- priée, supérieur au diamètre de la circonférence passant par les centres 5 des billes. En outre chaque partie saillante 7 (munie des languettes respectives 9 et de la dent respective 13' est légèrement inclinée en direction de l'axe de la caoe. La fabrication, l'assemblace et le fonctionnement de la cace à billes du type décrit vont être indiqués ci-après. La cace à billes est constituée en un matériau thermo- plastique moyennant la mise en oeuvre de techniques de moulace par injection. Etant donné que les pièces moulées formant les surfaces sphériques de chaque siège 8 entraînent l"apparition de forces de retenue pendant l]extraction, lesdites pièces n'en- dommacent pas la cace, par le fait que le déplacement récipro- que desdites pièces et de la cage elle-même entraîne un fléchis- sement des lancuettes 9 et de la dent i3, les premières suivant une direction tangentielle et la dent suivant une direction ra- diale par rapport à la cace à billes. On obtient une configura- tion de la dent Q3 fléchie conformément à une flexion de la dent, dirigée vers le bas, comme représenté sur la figure 3. Les billes sont montées à l'intérieur de sièges respec- tifs 8 situés dans la cace, au moyen d'une simple flexion appli- quée aux deux languettes voisines 9 situées sur chaque siège. Au cours du fonctionnement du roulement, chaque bille est main- tenue dans la position correcte et ne peut pas sortir acciden- tellement par glissement hors de la cage à billes grâce à lélé- ment de retenue formé par les éléments de surface ménagés sur chaque languette 9 et sur chaque dent G3 et adaptées à la sur- face de la bille elle-même. Le jeu entre-les billes est par con- séquent très faible, étant donné que l'interstice entre deux bil- les voisines et par rapport à la surface cylindrique passant par les centres 5 des billes ne loge en réalité pas les languettes flexibles, et seulement la dent 13 dont la dimension, comptée tangentiellement par rapport à la cage à billes, est assez fai- ble. Comme cela a déjà été indiqué, sous l'action de l'élément de surface sphérique définissant la dent en direction de la bil- le voisine, cette dent agit à la manière d'un élément de rete- nue efficace empêchant la bille d'être retirée hors de la cage à billes. En raison de la caractéristique géométrique déjà men- 2574 1 40 tionnée et étant donné que le rayon moyen de la bague 6 de la cage est nettement supérieur au rayon du cercle sur lequel se situe les centres 5 des billes, la cage à billes conforme à la présente invention est particulièrement appropriée pour être uti- lisée dans des roulements obliques, comme cela est représenté sur la figure 1, sur lesquels les points de contact P entre cha- que bille et les pistes respectives 15 ménagées dans la bague intérieure 2 et dans la bague extérieure 3 sont situés sur des droites inclinées d'un angle compris entre 0 et 90 par rapport à l'axe du roulement et faisant par conséquent partie d'une sur- face conique dont l'extrémité est située sur l'axe lui-même. En réalité, dans de tels roulements, la piste 15 ménagée dans la bague intérieure 2 représente une partie saillante annulaire 16 qui fait largement saillie à l'intérieur de ladite bague 2 et qui pourrait interférer avec la baguefsituée sur la cage 1, si ladite bague devait être formée de manière que son rayon moyen coïncide avec le rayon de la circonférence passant par les cen- tres 5 des billes. Cependant ce problème est résolu grâce a la caractéristique géométrique déjà mentionnée et grâce à laquelle la bague 6 de la cage à billes est disposée essentiellement au centre de l'interstice annulaire entre la projection annulaire 16 sur la bague intérieure 2, et la bague extérieure 3. Compte tenu des faibles dimensions de la bague 6, la cage à billes con- forme à la présente invention n'interfère pas avec la bague d'é- tanchéité 17 montée sur le roulement, le bord extérieur de la- dite bague étant logé à l'intérieur d'une gorge respective mé- nagée dans la bague extérieure 3, tandis que le bord intérieur est situé directement contre la partie saillante annulaire 16 ménagée sur la bague intérieure 2, comme cela est représenté sur la figure 1. Les spécialistes de la techniques comprendront que des modificatiorspeuvent être apportées à l'agencement du dispositif ici décrit, sans pour autant sortir du cadre de la présente in- vention. 2574 1 40 REVENDICATIONS 1. Cage à billes pour roulement à billes, constituéeen un matériau synthétique élastiquement déformable et agencée de manière à positionner les centres desdites billes (4) dans un plan perpendiculaire à l'axe du roulement et de manière qu'elles soient équidistantes sur la même circonférence, ladite cage com- portant une bague (1), un certain nombre de parties saillantes (7) qui fcnt sailliesuivantladirectiade l'axe du roulement et sont situées sur une face de ladite bague, et un certain nombre de - sièges (8) pour lesdites billes, chaque siège (8) comprenant une surface sphérique et étant formé sur ladite bague, entre deux parties saillantes voisines (7], caractérisée en ce que chacu- ne desdites parties saillantes (7] comporte deux languettes élas- tiquement déformables (9] faisant saillie suivant ladite direc- tion et situées à 1 'extérieur de la surface cylindrique possé- dant le même diamètre que ladite circonférence sur laquelle sont disposées les billes, une dent (139 faisant également saillie dans la même direction et étant située intérieurement par rap- port à ladite surface cylindrique, et une encoche (14) agencée de manière à séparer lesdites languettes (9) de ladite dent (13) et située essentiellement sur ladite surface cylindrique, les surfaces, qui sont tournées vers les billes, desdites lan- guettes (9) et de ladite dent (13) étant des éléments de surface sphériques appartenant à l'une desdites surfaces sphériques si- tuées sur lesdits sièges (8). 2. Cage à billes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur axiale de ladite dent (13) est inférieure à celle desdites languettes (9). 3. Cage à billes selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie formant pied de chacune des- dites languettes (9> est située dans un plan qui est parallèle au plan passant par les centres des billes (4) et qui se situe, par rapport audit plan, sur le côté situé à l'opposé du côté de ladite bague (1). 4. Cage à billes selon l'une quelconque des revendica- tions 1 a 3, caractérisée en ce que, sur le côté opposé de cha- que bille (4], chacune desdites languettes (9) est définie par un second élément de surface sphérique, la position de ladite surface sphérique étant choisie de telle sorte que l'épaisseur du pied de ladite languette (9) augmente graduellement dans le sens radial depuis le rayon intérieur jusqu'au rayon extérieur de la languette elle-même. 5. Cage à billes selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que le diamètre moyen de ladite bague de retenue (1) est supérieur au diamètre de ladite circon- férence passant par lesdits centres des billes (4), chacune des- dites parties saillantes (7) ainsi que les languettes respecti- ves (9) et les dents respectives (131 est légèrement inclinée vers l'axe de la cage.