Brevet FR2831622A1 — publié le 20030502

La présente invention concerne une cage pour roulement radial, du type ayant une forme générale de cylindre creux autour d'un axe central, la cage comprenant des alvéoles, destinés à recevoir des corps de roulement, et des moyens de maintien final des corps de roulement dans une position de fonctionnement. L'invention s'applique notamment aux arbres primaire ou secondaire des boîtes de vitesse. On connaît des roulements radiaux. De tels roulements comportent une douille de roulement, une pluralité d'aiguilles et une cage de maintien des aiguilles. La douille est de forme sensiblement cylindrique et comporte, à chacune de ses extrémités axiales, un rebord de retenue. La cage, qui maintient les aiguilles radialement vers l'intérieur, est disposée dans la douille et est retenue axialement dans les deux sens. Il existe deux possibilités d'assemblage d'un tel roulement : - La douille est préfabriquée par emboutissage avec une extrémité axialement ouverte. Puis la douille est durcie par carburation. Ensuite, la partie de l'extrémité ouverte de la douille qui forme la jonction entre le rebord et la partie cylindrique est soumise au recuit. Toutes les aiguilles sont placées sur la cage. Puis l'ensemble cage ! aiguilles est introduit axialement dans la douille. Ensuite, l'extrémité ouverte de la douille est rabattue radialement vers l'intérieur. Cette so- lution nécessite des opérations de recuit local et de rabattement du bord, qui sont coûteuses. Pendant le fonctionnement, une extrémité des aiguilles est en contact avec la partie recuite de la douille, partie qui est soumise à une usure plus importante que le reste de la douille. - La douille est fabriquée avec deux rebords rabattus radialement vers l'intérieur lors de l'emboutissage. Puis la douille est durcie. La cage est introduite axialement dans la douille entre les deux rebords. Ensuite, les aiguilles sont encliquetées dans les alvéoles de la cage radialement de l'intérieur vers l'extérieur une par une. Cette solution est lente et entraîne un coût d'assemblage important. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients, et de proposer un rou- lement radial qui ait un coût d'assemblage faible. A cet effet l'invention a pour objet une cage du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de maintien temporaire adaptés pour maintenir radialement chacun des corps de roulement dans une position d'introduction dans une douille de roulement correspondante, la position d'introduction étant située radialement vers l'intérieur par rapport à la position de fonctionnement. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, la cage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de maintien temporaire sont des moyens pouvant être franchis par les corps de roulement sous l'application d'une force d'assemblage sur les corps de roulement, cette force étant dirigée radialement vers l'extérieur. - Les moyens de maintien temporaire comprennent au moins une saillie d'encliquetage, notamment une nervure ou un nez, disposée sur une paroi de chaque alvéole. - Les moyens de maintien final comprennent au moins une saillie de maintien, notamment un nez ou une nervure, disposée sur une paroi de chaque alvéole, cette saillie de maintien ayant une surface dirigée radialement vers l'intérieur, et les moyens de maintien temporaire comprennent cette surface. - Les alvéoles sont des alvéoles pour aiguilles de roulement. L'invention a en outre pour objet un roulement radial, caractérisé en ce qu'il comprend une cage telle que définie ci-dessus et une douille comprenant une partie axialement centrale ainsi que deux parties d'extrémité axiale s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de cette partie centrale, en ce que la surface enveloppant radialement à l'extérieur les corps de roulement présente un diamètre, dans la position d'introduction des corps de roulement, inférieur au diamètre intérieur d'au moins l'une des parties d'extrémité axiale, et un diamètre, dans la position de fonctionnement des corps de roulement, supérieur au diamètre intérieur des deux parties d'extrémité axiale, et en ce que la cage présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur d'au moins l'une des parties d'extrémité axiale. L'invention a par ailleurs pour objet un procédé de fabrication d'un roulement caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : . on fabrique une douille de roulement en métal d'une seule pièce, cette douille comportant une partie de retenue axiale à chacune de ses extrémités axiales, s'étendant radialement vers l'intérieur, . on durcit la douille, . on assemble une cage telle que définie ci-dessus et des corps de roulement dans la position d'introduction, 'on introduit la cage axialement dans la douille, et - on amène les corps de roulement dans leur position de fonctionnement. Le procédé de fabrication peut comporter l'une ou plusieurs des étapes suivantes : . on amène au moins deux corps de roulement simultanément dans leur position de fonctionnement, . on amène à peu près une moitié des corps de roulement simultanément de leur position d'introduction vers leur position de fonctionnement, notamment un corps de roulement sur deux dans la direction circonférentielle, puis on amène l'autre moitié des corps de roulement simultanément de leur position d'introduction dans leur position de fonctionnement, et - avant l'introduction de la cage dans la douille, les corps de roulement sont amenés dans leur position d'introduction radialement de l'extérieur de la cage en passant par leur position de fonctionnement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un roulement selon l'invention ; - La Figure 2 est une vue en coupe axiale du roulement de la Figure 1 pen- dant une étape d'assemblage ; - La Figure 3 est une coupe transversale de la cage du roulement des Figu- res 1 et 2 ; et - La Figure 4 est le détail IV de la Figure 3, à plus grande échelle. Sur la Figure 1 on a représenté un roulement axial selon l'invention, désigné par la référence générale 2 et comprenant un axe central X-X. Dans ce qui suit, les expressions radiale et axiale seront utilisées par rapport à cet axe X-X. Le roulement 2 comprend une douille extérieure 4, une cage de maintien 6 et une pluralité de corps de roulement, en l'occurrence des aiguilles 8. Les aiguilles sont de forme générale cylindrique à axe Y-Y et elles ont un diamètre d. La douille 4 comprend une partie centrale 10 sensiblement cylindrique autour de l'axe X-X. Cette partie centrale 10 est prolongée, à ses deux extrémités axiales, par un rebord de retenue 12,14 s'étendant radialement vers l'intérieur. La surface radialement intérieure de la partie centrale 10 forme un chemin de roulement 16 de diamètre 01 pour les aiguilles 8. Les rebords de retenue 12,14 présentent un diamètre intérieur de Ds. La douille 4 est fabriquée en tôle par emboutissage et est durcie sur toute sa surface. La cage 6 est fabriquée par exemple en polyamide 6-6 ( NYLON ) avec 30% de fibres de verre. La cage 6 est de forme générale cylindrique creuse à axe X-X et de section annulaire. Elle présente une surface cylindrique extérieure ayant un diamètre Ds qui est inférieur au diamètre intérieur D2 des rebords 12,14. La cage présente une surface cylindrique 20 intérieure ayant un diamètre 04. Comme représenté sur la Figure 3, une pluralité d'alvéoles 22 de forme générale parallélépipédique est ménagée dans la cage 6. Les alvéoles 22 ont une largeur 11 supérieure au diamètre d des aiguilles 8 et traversent radialement la paroi de la cage 6. lis forment des bords intérieurs 26 et extérieurs 24 avec les surfaces cylindriques 18,20 de la cage 6. Les alvéoles 22 reçoivent les aiguilles 8 à l'état assemblé du roulement 2. Des premières nervures de maintien 28 sont disposées en vis-à-vis sur les grands côtés du bord intérieur 26 de chaque alvéole 22 et font saillie circonférentellement sur ces bords 26. Les nervures 28 s'étendent donc parallèlement à l'axe X-X. Des secondes nervures de maintien 30 sont disposées sur les grands côtés de chaque alvéole 22, radialement à une distance e déterminée des premières nervures 28 et parallèlement à celles-ci. Ces secondes nervures comportent des surfaces de maintien radialement extérieures 32 et radialement intérieures 34. Ces premières 28 et secondes 30 nervures forment entre eux un logement 36 de maintien temporaire des aiguilles, définissant une position de maintien temporaire 36 ou d'introduction de l'ensemble cage/aiguilles (Figures 2 et 4) dans la douille. Les secondes nervures 30 forment, en combinaison avec le chemin de roulement 16, un logement final ou logement de fonctionnement pour les aiguilles 8. Ce logement définit une position de maintien final ou position de fonctionnement 37 pour les aiguilles 8. Les nervures, d'une part, 28 et, d'autre part, 30, en vis-à-vis dans la direction circonférentielle, sont espacées d'une distance ts légèrement inférieure au diamètre d des aiguilles de telle sorte que les aiguilles 8 puissent franchir chacune des nervures 28,30 sous l'application d'une force d'assemblage dirigée radialement vers l'extérieur. Les surfaces radialement extérieures 32 des secondes nervures 30 retiennent les aiguilles 8 radialement vers l'intérieur à l'état assemblé du roulement 2. Lorsque les aiguilles 8 se trouvent dans leurs positions d'introduction, tel que représenté sur la Figure 2, elles sont inscrites dans une surface enveloppante cylindrique de diamètre E. Ce diamètre E est inférieur au diamètre intérieur Dudes rebords. L'assemblage du roulement selon l'invention s'effectue de la façon suivante : On fabrique la douille 4 en métal par emboutissage, avec les deux rebords 12,14 rabattus vers l'intérieur c'est-à-dire à l'état d'utilisation ultérieur. Puis on durcit la douille sur toute sa surface. On introduit une aiguille 8 dans chacun des alvéoles 22 de la cage 6 et on les encliquette entre les premières 28 et secondes 30 nervures dans leur position d'introduction. Les aiguilles sont introduites soit radialement de l'extérieur vers l'intérieur, en franchissant les nervures 30 et en passant par la position de fonctionnement, soit radialement de l'intérieur vers l'extérieur en franchissant les nervures 28. Les aiguilles 8 sont maintenues dans leurs positions d'introduction 36. La cage 6 avec les aiguilles 8 est introduite axialement dans la douille 4 suivant la flèche F de la Figure 2. Etant donné que le diamètre E de la surface enveloppante est inférieur au diamètre intérieur D2des rebords 12,14, l'ensemble cage 6 et aiguilles 8 peut franchir le rebord 14. Lorsque la cage 6 se trouve à l'intérieur de la douille 4, c'est-à-dire les aiguilles se trouvent axialement entre les deux rebords 12,14, les aiguilles 8 sont poussées radialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elles franchissent les secondes nervures de maintien 30. Les aiguilles 8 prennent alors leur position de fonctionnement 37 dans laquelle elles s'appliquent, d'une part, contre la surface de roulement 16 et, d'autre part, contre les secondes nervures de maintien 30 et plus précisément contre les surfaces 32. De préférence, les aiguilles sont poussées radialement vers l'extérieur dans leur position de fonctionnement 37 de façon simultanée. Cette opération peut par exemple être effectuée par un cône ou un tronc de cône qui est poussé coaxialement à l'axe X-X dans la cage. Ce cône (tronc de cône) comporte une base (grande base) dont le diamètre correspond au diamètre de l'enveloppante intérieure lorsque les aiguilles sont en position de fonctionnement 37. Le diamètre de l'enveloppante intérieure est Di-2 x d. En variante, il est également possible dans une première étape de pousser une aiguille sur deux dans la direction circonférentielle de sa position d'introduction dans sa position de fonctionnement et, dans une seconde étape, de pousser le reste des aiguilles dans leur position de fonctionnement. La cage 6 selon l'invention permet un assemblage rapide des aiguilles 8 dans la douille 4. De plus, la douille 4 peut être fabriquée avec deux rebords 12, 14 et être durcie avant l'introduction de la cage 6 munie d'aiguilles 8 dans la douille. En conséquence, un recouvrement radial important des aiguilles 8 par les rebords 12,14 est possible, conduisant à une bonne retenue axiale de ces aiguil- les. La cage selon l'invention est particulièrement adaptée à des roulements comprenant des aiguilles de grand diamètre, notamment de diamètre supérieur à 4 mm. En variante, les nervures de maintien 28,30 sont remplacées par un ou plusieurs nez de maintien faisant saillie sur les alvéoles. En variante encore, uniquement un côté de chaque alvéole est muni de nervures 28,30 ou de nez de maintien. REVENDICATIONS 1-Cage pour roulement radial, du type ayant une forme générale de cylindre creux autour d'un axe central (X-X), la cage (6) comprenant des alvéoles (22), destinés à recevoir des corps de roulement (8), et des moyens de maintien (32) final des corps de roulement (8) dans une position de fonctionnement, du roulement, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de maintien temporaire (28,34) adaptés pour maintenir radialement chacun des corps de roulement (8) dans une position d'introduction de la cage dans une douille de roulement (4) correspondante, la position d'introduction étant située radialement vers l'intérieur par rapport à la position de fonctionnement. 2-Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de maintien temporaire sont des moyens franchissables sous l'application d'une force d'assemblage sur les corps de roulement, cette force étant dirigée radialement vers l'extérieur. 3-Cage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de maintien temporaire comprennent au moins une saillie d'encliquetage, notamment une nervure (28) ou un nez, disposée sur au moins une paroi de chaque alvéole (22). 4-Cage selon une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les moyens de maintien final comprennent au moins une saillie de maintien, notamment une nervure (30) ou un nez, disposée sur au moins une paroi de chaque alvéole (22), cette saillie de maintien ayant une surface (34) dirigée radialement vers l'intérieur, et en ce que les moyens de maintien temporaire comprennent cette surface (34). 5-Cage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les alvéoles (22) sont des alvéoles pour aiguilles de roulement (8). 6-Roulement radial, caractérisé en ce qu'il comprend une cage (6) suivant l'une quelconque des revendications précédentes et une douille (4) comprenant une partie axialement centrale (10) ainsi que deux parties d'extrémité axiale (12, 14) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de cette partie centrale, en ce que la surface enveloppant radialement à l'extérieur les corps de roulement (8) présente un diamètre (E), dans la position d'introduction des corps de roulement (8), inférieur au diamètre (Dz) intérieur d'au moins l'une des parties d'extrémité axiale (12,14), et un diamètre (da), dans la position de fonctionnement des corps de roulement (8), supérieur au diamètre intérieur (02) des deux parties d'extrémité axiale (12,14), et en ce que la cage (6) présente un diamètre extérieur (dus) inférieur au diamètre intérieur (dus) d'au moins l'une des parties d'extrémité axiale (12, 14). 7-Procédé de fabrication d'un roulement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - on fabrique une douille de roulement (4) en métal, notamment d'une seule pièce, cette douille comportant une partie de retenue (12,14) axiale à chacune de ses extrémités axiales, s'étendant radialement vers l'intérieur, - on durcit la douille (4), - on assemble une cage (6) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 et des corps de roulement (8) dans leur position d'introduction, - on introduit la cage (6) axialement dans la douille (4), et - on amène les corps de roulement (8) dans leur position de fonctionnement. 8-Procédé de fabrication d'un roulement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on amène au moins deux corps de roulement simultanément dans leur position de fonctionnement. 9-Procédé de fabrication d'un roulement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on amène à peu près une moitié des corps de roulement simultanément de leur position d'introduction vers leur position de fonctionnement, notamment un corps de roulement sur deux dans direction circonférentielle, puis on amène l'autre moitié des corps de roulement simultanément de leur position d'introduction dans leur position de fonctionnement. 10-Procédé de fabrication d'un roulement selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'avant l'introduction de la cage dans la douille, les corps de roulement sont amenés dans leur position d'introduction radialement de l'extérieur de la cage en passant par leur position de fonctionnement.