Brevet FR2632368A1 — publié le 19891208

L'invention se rapporte à des roulements qui utilisent un ensemble cage- rouleaux. Elle concerne plus particulièrement des moyens destinés à limiter le dépla- cement axial de la cage par rapport à une bague ou por- tée intérieure d'un roulement radial. L'invention est bien appropriée pour être utilisée dans les cas o un roulement subit de nombreuses manipulations pendant les phases d'assemblage et d'expédition. Les brevets de la technique antérieure décri- vent divers ensembles et sous-ensembles de roulements qui sont conçus pour contribuer à maintenir l'ensemble assemblé pendant les phases d'expédition et de manuten- tion ainsi que pendant le montage du roulement.- Certains roulements utilisent des éléments de fixation pour main- tenir les éléments du roulement assemblés. Un exemple de ce type de la technique antérieure est décrit dans le brevet des E.U.A n 2 969 266 qui a pour objet un roule- ment à aiguilles ou a rouleaux ("Needle or Roller Bearing"), et qui a été délivré au nom de Georges Shaeffler le 24 Janvier 1961. Sur la figure 3, Shaeffler décrit une bague intérieure sur laquelle est positionnée une cage présentant une extrémité axiale prolongée. Des chevilles sont insérées dans cette extrémité prolongée et passent à travers l'extrémité de la cage pour s'enga- ger dans une gorge de la surface extérieure de la bague intérieure. D'autres brevets de la technique antérieure dé- crivent des roulements qui utilisent des liaisons d'as- semblage entre une bague de retenue et la bague extérieu- re. Un exemple de ce type de la technique antérieure est décrit dans le brevet des E.U.A n 3 057 045 qui a pour objet un procédé d'assemblage de roulements à rouleaux ("Method of Assembling Roller Bearings"), et qui a été délivré au nom de Raymond G. Johnson le 9 octobre 1962. Johnson décrit un roulement dont la bague de retenue in- térieure comprend une collerette qui s'étend radialement 2 2632368 vers l'extérieur et qui s'engage dans une gorge formée dans la surface intérieure de la bague extérieure. D'autres brevets de la technique antérieure dé- crivent différents moyens capables de limiter le déplace- ment axial de l'ensemble de roulement et de ses divers composants. Un exemple de ce type de la technique anté- rieure est décrit dans le brevet des E.U.A n 3 006 703 qui a pour objet des roulements & aiguilles ("Needle Bearings"), et qui a été délivré au nom d'Emile Bensch le 31 Octobre 1961. Sur la figure 1, Bensch décrit l'uti- lisation d'une butée annulaire ou en forme de disque mon- tée sur un arbre pour s'opposer au déplacement axial de la cage du roulement. Certains problèmes qui se posent dans le cas de ces brevets de la technique antérieure comprennent la né- cessité d'enlever les organes d'assemblages, tels que les chevilles individuelles, de l'ensemble de roulement avant de pouvoir utiliser le roulement dans le fonction- nement normal. =n outre, les moyens servant à maintenir l'ensemble de roulement assemblé ne constituent pas tou- jours des moyens appropriés pour empêcher le déplacement axial du roulement sur l'arbre ni le déplacement axial des divers composants de l'ensemble du roulement les uns par rapport aux autres. L'utilisation de composants sépa- rés pour assurer ces deux fonctions accroit le coût to- tal de l'ensemble de roulement. L'ensemble de roulement selon l'invention sur- monte ces problèmes en prévoyant une cage munie d'une nervure de verrouillage intérieure qui se verrouille avec la cage intérieure pour s'opposer au déplacement axial de la cage par rapport à la bague intérieure. La bague intérieure forme un ajustement à serrage avec l'ar- bre sur lequel elle est montée, pour interdire le dépla- cement axial de tout l'ensemble de roulement. L'ensemble de roulement est bien approprié pour être utilisé dans des composants possédant un alésage dont le diamètre in- -3 térieur forme une surface de portée extérieure pour l'en- semble de roulement, par exemple, l'alésage d'une bielle ou d'une roue dentée. En bref, l'ensemble de roulement selon l'inven- tion comprend un élément constituant une bague intérieu- re, qui présente une gorge annulaire dans sa surface ex- térieure, et un sous-ensemble cage-rouleaux comprenant une cage qui présente une collerette ou nervure annulai- re qui fait saillie radialement vers l'intérieur de ma- nière à s'engager dans la gorge de la bague intérieure, en limitant ainsi le déplacement axial du sous-ensemble cage-rouleaux par rapport à la bague intérieure. La ba- gue intérieure est montée sur un arbre avec lequel elle forme un ajustement à serrage et la cage présente une fente axiale qui évite la corrosion par frottement. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe de c8té en élé- vation de la cage et de la bague intérieure de l'ensem- ble de roulement selon l'invention; et la figure 2 est une vue partielle. de la surface extérieure de la cage représentée sur la figure 1, qui montre la fente axiale ménagée dans la cage. Sur les différentes figures, les éléments analo- gues sont désignés par des numéros analogues. Comme on le voit en se reportant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, un ensemble de rou- lement 12 comprend une bague intérieure 20 et un sous- ensemble cage-rouleaux 30. Le sous-ensemble est composé d'une cage 32 et de rouleaux multiples 40 (voir figure 2). La cage 32 présente une collerette annulaire ou ner- vure de verrouillage intérieure 33 qui fait saillie ra- dialement vers l'intérieur. La bague intérieure 20 pré- sente une gorge annulaire 22 dans sa surface extérieure. 4 2632368 Lorsque le sous-ensemble 30 et la bague intérieure 20 sont convenablement alignés, la nervure de verrouillage 33 forme un ajustement libre dans la gorge 22 de manière & limiter le déplacement axial relatif entre la bague in- térieure 20 et le sous-ensemble cage-rouleaux 30. Ainsi qu'on le voit maintenant en se reportant à la figure 2, la cage 32 possède des rouleaux multiples dont chacun est maintenu en position par une poche 36 ménagée dans la cage 32. La cage 32 présente aussi une fente axiale 50 qui permet d'écarter radialement la cage vers l'extérieur (d'ouvrir cette cage), pour faciliter le montage de la cage autour de la bague intérieure 20. En supplément, la fente axiale 50 contribue à réduire la corrosion par frottement et les problèmes qui y sont liés. La corrosion par frottement est l'usure stati- que de la surface de roulement de la bague intérieure par les rouleaux 40 lorsqu'il n'y a pas de déplacement relatif entre la bague intérieure 20 et la cage 32, de sorte que les rouleaux 40 restent fixes par rapport à la bague 20. Lorsqu'un rouleau 40 reste en un point fixe par rapport à la bague intérieure 20, le rouleau vibre avec l'ensemble de roulement 12. Cette vibration donne naissance à une situation que l'on appelle habituelle- ment un faux Brinell, sous l'effet duquel le rouleau pro- voque une usure excessive en un point de la surface exté- rieure de la bague intérieure 20, qui se traduit par une empreinte concave qui est généralement conforme au rayon du rouleau 40. La fente axiale 50 de la cage 32 évite cette ac- tion de corrosion par frottement de la façon suivante. Etant donné que la cage 32 est une cage à roulement, les rouleaux 40 sont appliqués & force contre la surface de portée extérieure (non représentée) pendant le fonction- nement normal. Le mouvement vibratoire normal de l'en- semble de roulement 12 pendant le fonctionnement normal 2632368 est transmis aux rouleaux 40 et à la cage 32, en amenant la cage à fléchir ou à "respirer". Cette flexion se tra- duit par une précession de la cage 32 par rapport à la bague intérieure 20. Cette précession de la cage 32 amè- ne les rouleaux 40 à décrire un mouvement de précession avec la cage, étant donné que les rouleaux 40 ne sont plus fixes par rapport à la bague intérieure 20, les rou- leaux tendent à s'user plus uniformément et la surface de la bague intérieure 20 tend à s'user plus uniformé- ment, sans présenter les effets de corrosion par frotte- ment. L'épaisseur de la bague intérieure 40 au droit de la gorge 22 est étudiée pour donner une solidité de structure suffisante à la bague, tout en-donnant naissan- ce à une gorge 22 suffisamment profonde pour assurer une retenue axiale suffisante entre la gorge et la nervure de verrouillage intérieure 33. Si la gorge 22 était trop profonde, la résistance mécanique de la bague intérieure pourrait être ramenée au-dessous d'un niveau admissi- ble. De même, si la nervure de verrouillage intérieure 33 était trop grande dans la direction radiale, pour s'adapter à une gorge 22 profonde, le risque de rupture de la nervure 33 ou de la cage au moment du montage de la cage sur la bague 20 deviendrait lui aussi excessif. I1 convient de remarquer que, alors que la ner- vure 33 forme un ajustement relativement libre dans la gorge 22, le jeu axial enkre la nervure et les c8tés de la gorge 22 est étudié pour empêcher les extrémités axia- les du sous-ensemble cage-rouleaux 30 d'entrer en con- tact avec les surfaces axialement adjacentes. De cette façon, le mouvement axial relatif entre la bague inté- rieure 20 et le sous-ensemble 30 est limité au contact entre la gorge 22 et la nervure de verrouillage intérieu- re 33. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui 6 2632368 vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D ICAT I O N S 1. Ensemble de roulement caractérisé par une ba- gue intérieure annulaire (20) présentant une gorge annu- laire (22) dans sa surface extérieure, et un sous-ensem- ble cage-rouleaux (30) qui entoure ladite bague intérieu- re, ledit sous-ensemble comprenant des rouleaux multi- ples (40) et une cage annulaire (32) présentant des po- ches multiples (36), lesdites poches étant adaptées pour loger lesdits rouleaux multiples (40) de manière à limi- ter le mouvement radial desdits rouleaux vers l'exté- rieur, ladite cage présentant un nervure annulaire (22) qui fait saillie radialement vers l'intérieur et est adaptée pour établir un ajustement libre dans ladite gor- ge annulaire (22) de ladite bague intérieure. 2. Ensemble de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cage (32) présente une fente axiale (50) qui permet d'élargir ladite cage en l'ouvrant radialement vers l'extérieur de manière à faci- liter le montage de ladite cage autour de ladite bague intérieure et à éviter ladite corrosion par frottement dudit ensemble de roulement.