Brevet FR2644533A1 — publié le 19900921

Roulement à billes à contact oblique et procédé d'assemblage de celui-ci La présente invention concerne un roulement à billes à contact oblique, ou à disposition oblique, et un procédé d'assemblage de celui- ci. Lorsqu'on assemble un roulement à billes à contact oblique de la technique antérieure, du type dans lequel une bague intérieure, ou chemin de roulement intérieur, constitue un élément séparé, on emboîte, dans une bague extérieure, ou chemin de roulement extérieur, une cage comportant des logements destinés à recevoir des billes, on introduit les billes dans ces logements depuis l'intérieur de la cage et on monte la bague intérieure dans l'espace intérieur délimité par les billes. On connaît une cage de la technique antérieure qui est réalisée en une seule pièce en résine synthétique, de sorte qu'on peut facilement y monter des billes. Sur la surface intérieure de ses logements, elle comporte des saillies servant à empêcher la sortie des billes. Toutefois, si on fait tourner à une vitesse élevée un roulement à billes à contact oblique comprenant une cage en résine, cette cage a tendance à se déformer aux endroits o elle est en contact avec la bague extérieure et les billes, du fait de l'élévation de température se produisant dans le roulement. Il en résulte un abaissement de la résis- tance mécanique de cette cage. C'est pourquoi de nombreux roulements à billes de la technique antérieure destinés à être entraînés en rotation à vitesse élevée utili- sent une cage réalisée par usinage en une seule pièce d'une matière métallique telle qu'un alliage de cuivre. Cependant, comme une cage réalisée en usinant une matière métallique n'est pratiquement pas suscep- tible de déformation élastique, il est extrêmement difficile d'introduire des billes dans cette cage depuis l'intérieur de celle-ci. Si on pousse des billes de force dans les logements, ces billes peuvent être endom- magées sur leur surface du fait d'une abrasion métal sur métal. Les billes ainsi endommagées non seulement empêchent une rotation régulière du roulement, mais encore abrègent sa durée de vie. Par ailleurs, avec une telle cage de la technique antérieure, il est difficile de maîtriser la taille et la forme des saillies formées à la surface des logements. Elles sont donc susceptibles de venir au contact des billes guidées entre la bague extérieure et la bague inté- rieure. Ce contact entre les saillies et les billes a tendance à provo- quer une résistance importante au déplacement de ces billes, faisant ainsi obstacle à une rotation régulière de ces dernières. Ce même contact a aussi tendance à racler, à l'endroit des zones de contact, le film d'huile présent sur la surface des billes et donc à provoquer un grippage, ou coincement, de ces billes. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un roulement à billes à contact oblique, qui respecte les conditions requises d'une cage réalisée par usinage d'un métal, à savoir que les billes puissent être placées dans les logements depuis l'intérieur de la cage, sans que l'on ait à les y pousser prévues sur les logements soient maintenues hors de contact avec les bil- les qui sont guidées entre la bague extérieure et la bague intérieure. L'invention a aussi pour but de fournir un procédé qui permet- te, en utilisant la cage décrite ci-dessus, de mettre en place des billes et une bague intérieure dans une bague extérieure d'une manière sure permettant l'assemblage du roulement. A cet effet, l'invention a pour objet un roulement à biTles à contact oblique, caractérisé en ce qu'il comprend une bague extérieure, une cage montée dans cette bague extérieure et comportant des logements disposés à intervalles égaux dans le sens circonférentiel, une bague intérieure montée dans la cage, cette cage comportant une surface péri- phérique extérieure guidée par la bague extérieure, et des billes logées dans les logements, la cage comportant, sur la surface intérieure- des logements, des saillies servant à empêcher les billes de sortir de ces logements, le diamètre du cercle circonscrit aux billes étant égal ou inférieur au diamètre intérieur de la bague extérieure lorsque les billes sont en butée contre les saillies. Etant donné que le cercle circonscrit aux billes logées dans les logements de la cage a un diamètre égal ou inférieur au diamètre intérieur de la bague extérieure, la cage peut être mise en place dans cette dernière avec les billes logées dans cette cage. Bien que les billes soient guidées entre la bague extérieure et la bague intérieure, elles coopèrent avec une surface de roulement des billes qui a un grand diamètre et est ménagée sur la surface périphérique intérieure de la bague extérieure, tandis que la cage est guidée le long de cette surface périphérique intérieure de la bague extérieure. Il en résulte que des intervalles sont ménagés entre les saillies des logements et les billes. En d'autres termes, elles sont maintenues hors de contact entre elles. Etant donné que le cercle circonscrit aux billes placées dans les logements de la cage a un diamètre égal ou inférieur au diamètre intérieur de la bague extérieure, on peut craindre que ces billes ne sortent de cette dernière après y avoir été mises en place. Afin d'y faire obstacle, lors de l'assemblage du roulement en utilisant la cage décrite ci-dessus, on engage une pièce élastique dans l'espace intérieur délimité par les billes placées dans la bague extérieure, d'une façon telle que, du fait de l'élasticité de cette pièce, les billes coopèrent avec la surface de roulement des billes prévue sur la bague extérieure. Les billes sont ainsi empêchées de se libérer. A l'aide de la bague intérieure, on pousse alors la pièce élastique de façon à la faire sortir, ce qui permet d'introduire cette bague intérieure d'une manière continue dans l'espace intérieur délimité par les billes. L'invention a aussi pour objet un procédé permettant d'assem- bler un roulement à billes à contact oblique, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en place des billes dans les logements de la cage telle que définie plus haut, à engager, dans l'espace intérieur délimité par - les billes, une pièce élastique ayant sensiblement le même diamètre exté- rieur que celui d'une bague intérieure et à faire sortir cette pièce élastique en la poussant suivant une direction axiale à l'aide de la bague intérieure, de façon à engager cette dernière dans l'espace inté- rieur délimité par les billes. Ainsi, avec le roulement à billes, à contact oblique, assemblé en utilisant la cage conforme à l'invention, et conformément au procédé décrit ci-dessus, on peut mettre les billes en place dans les logements sans craindre qu'elles ne soient endommagées. En outre, le roulement offre d'excellentes performances en rotation et présente une longue durée de vie, étant donné que les billes sont maintenues hors de contact avec les saillies des logements lorsqu'elles sont en rotation. D'autres particularités et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel: la figure i est une vue de côté, en coupe verticale, d'une cage suivant un mode de réalisation conforme à la présente invention, la figure 2 est une vue de face, en coupe verticale, de cette cage, les figures 3 à 6 sont des vues illustrant la manière dont on assemble le roulement conforme à l'invention, - la figure 7 est une vue de côté, en coupe verticale, du manchon élastique et la figure 8 est une vue de côté, en coupe verticale, du roulement à billes, à contact oblique, conforme à l'invention. Comme le montrent les figures i et 2, une cage i conforme à- l'invention est réalisée en une seule pièce par usinage d'une matière métallique telle qu'un alliage de cuivre et il y est formé des logements 2 qui sont disposés à des intervalles régulièrement répartis dans le sens circonférentiel et sont destinés à recevoir des billes 5. Chaque logement 2 comporte une surface intérieure de paroi 3 dont la forme est cylindrique, parallèlement à son axe géométrique OA. Afin d'empêcher les billes de sortir, des saillies 4 se faisant face sont ménagées sur la surface intérieure 3 de chaque logement à son extrémité intérieure. -15 Comme le montre la figure 2, les saillies 4 des logements 2 sont agencées de façon que, lorsque les billes 7 viennent en butée contre ces saillies 4, le diamètre D du cercle circonscrit aux billes soit égal ou légèrement inférieur au diamètre intérieur d (figure 8) d'une bague extérieure 7. Il peut aussi être supérieur à ce diamètre intérieur d de la bague extérieure à condition que la déformation élastique des saillies 4 le permette. La cage i a un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur d ae la bague extérieure 7, de façon que, lorsque'le roulement à billes est assemblé, la cage i soit guidée le long d'une surface périphérique intérieure 7a (figure 3) de la bague extérieure 7 par contact de sa surface périphérique extérieure avec cette surface périphérique intérieure 7a. Comme le montrent les figures 5 et 8, la bague extérieure 7 présente, sur sa surface périphérique intérieure et dans sa partie centrale, une surface 9 de roulement des billes qui possède un diamètre plus grand que la surface périphérique intérieure 7a. La bague intérieure 6, qui est montée dans cette bague extérieure 7, présente sur sa surface périphérique extérieure, une surface 8 de roulement des billes et une surface de révolution 10 possédant un diamètre extérieur supérieur au diamètre du cercle circonscrit par les billes 5. Ces dernières sont maintenues entre les surfaces 8 et 9 de roulement des billes qui sont ménagées respectivement sur la bague extérieure 7 et la bague intérieure 6. Ainsi, avec la cage 1 offrant la structure décrite ci-dessus, il se trouve que, lorsque les billes 5 viennent en butée contre les sail- lies 4 ménagées intérieurement par rapport aux logements 2, le diamètre du cercle circonscrit aux billes 5 est inférieur au diamètre intérieur de la bague extérieure 7. On peut donc engager cette cage 1 dans la bague extérieure 7 sans difficulté. Lorsque les billes 5 sont maintenues entre les surfaces 8 et 9 de roulement des billes qui sont prévues sur la bague extérieure 7 et la bague intérieure 6, ces billes 5 coopèrent avec la surface 9 de la bague extérieure 7, tandis que la cage 1 est guidée le long de la surface périphérique intérieure 7a de cette même bague extérieure 7. De la sorte, les billes 5 et les saillies 4 sont maintenues hors de contact entre elles. Les figures 3 à 6 illustrent la manière dont le roulement à i5 billes à contact oblique est assemblé en utilisant la cage 1 décrite ci- dessus. Pour assembler le roulement à billes, on engage dans la bague extérieure 7, ainsi que le montre la figure 3, la cage 1 comportant les billes 5 logées dans ses logements 2. Dans cet état, le diamètre D du cercle circonscrit aux billes 5 est égal ou inférieur au diamètre inté- rieur d de la bague extérieure 7. Les billes 5 pourraient alors sortir de cette bague extérieure 7. Afin d'y faire osbtacle, un manchon élastique 11 est engagé dans l'espace intérieur délimité par les billes 5, ainsi que le montre la figure 4. Comme le montre la figure 7, le manchon élastique 11 a un diamètre extérieur E sensiblement égal au diamètre extérieur B de la bague intérieure 6. Grâce à l'engagement de ce manchon élastique 11, les billes 5 sont appliquées contre la surface 9, de roulement des billes, de la bague extérieure 7 et sont maintenues dans cette position. Sur son contour périphérique extérieur et à ses deux extré- mités, le manchon 11 comporte des saillies 12 servant à restreindre le déplacement axial des billes 5. Ces saillies ont un diamètre extérieur C supérieur au diamètre du cercle circonscrit par les billes. Après avoir mis la cage 1 en place, avec les billes 5 et le manchon élastique 11, dans la bague extérieure 7, l'ensemble est monté dans un palier d'arbre 13 ainsi que le montre la figure 5. C'est alors que, avec l'axe de la bague extérieure 7 s'étendant verticalement, on fait descendre, à partir d'une position supérieure, la bague intérieure 6 montée sur un arbre 14, de façon que le manchon élastique 11 soit repous- sé par sa face extrême et tombe, si bien que la bague intérieure 6 peut être introduite au milieu des billes 5. Dans ce cas, comme les billes 5 sont appliquées, sous l'effet de l'élasticité du manchon 11, contre la surface 9, de roulement des billes, de la bague extérieure 7, la bague intérieure 6 peut être engagée dans l'espace intérieur délimité par les billes sans que l'on ait à craindre que ces dernières ne sortent (figure 6). Le manchon élastique 11 devrait être réalisé en une matière moins susceptible que les billes d'être endommagée pendant que l'on assemble le roulement. Comme matière de ce type, on peut citer une résine synthétique telle que le polyéthylène. S'il n'y a pas à craindre que le manchon élastique 11 puisse endommager les billes et la bague extérieure lorsqu'on l'introduit, il devrait avoir un diamètre extérieur E supérieur au diamètre du cercle circonscrit par les billes, de façon à augmenter son élasticité. Si on a à craindre un tel endommagement, le diamètre extérieur E de ce manchon élastique 11 devrait être inférieur au diamètre du cercle circonscrit par les billes, de façon à faciliter l'introduction de ce manchon. La pièce élastique destinée à être introduite dans l'espace intérieur délimité par les billes pourrait se présenter non pas sous la forme d'un manchon, mais sous la forme d'une barre cylindrique pleine en caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Roulement à billes à contact oblique, caractérisé en ce qu'il comprend une bague extérieure (7), une cage (1) montée dans cette bague extérieure (7) et comportant des logements (2) disposés à inter- valles égaux dans le sens circonférentiel, une bague intérieure (6) montée dans la cage (1), cette cage (1) comportant une surface périphé- rique extérieure guidée par la bague extérieure (7), et des billes (5) logées dans les logements (2), la cage (1) comportant, sur la surface intérieure (3) des logements (2), des saillies (4) servant à empêcher les billes (5) de sortir de ces logements (2), le diamètre (D) du cercle circonscrit aux billes (5) étant égal ou inférieur au diamètre intérieur (d) de la bague extérieure (7) lorsque les billes (5) sont en butée contre les saillies (4). 2. Procédé permettant d'assembler un roulement à billes à contact oblique, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en place des billes (5) dans les logements (2) de la cage (1) selon la revendication 1, à engager, dans l'espace intérieur délimité par les billes (5), une pièce élastique (11) ayant sensiblement le même diamètre extérieur (E) que celui d'une bague intérieure (6) et à faire sortir cette pièce élas- tique (11il) en la poussant suivant une direction axiale à l'aide de la bague intérieure (6), de façon à engager cette dernière dans l'espace intérieur délimité par les billes (5).