Brevet FR2912478A1 — publié le 20080815

L'invention concerne une cage de rétention des corps roulants dans un palier à roulement, ainsi qu'un palier à roulement comprenant deux de ces cages associées entre elles. L'invention s'applique à des paliers à roulement qui sont lubrifiés par une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant, ladite matrice étant disposée autour des corps roulants pour alimenter en lubrifiant les chemins de roulement. Ce type de lubrification permet de rendre autonome le palier relativement à sa lubrification de sorte à améliorer sa durée de vie en évitant notamment les états de fonctionnement en régime de sous lubrification. Par ailleurs, pour augmenter la capacité de rétention des corps roulants dans le palier, il est connu d'associer entre elles deux cages pour former une paroi continue contre laquelle les corps roulants sont retenus. Toutefois, cette réalisation nécessite des moyens d'association des cages entre elles, lesdits moyens pouvant être rapportés, par exemple sous la forme de rivets, ou intégrés à la cage par adaptation locale de sa géométrie. En outre, la présence de la matrice solide poreuse peut altérer la fiabilité de l'association du fait des efforts supplémentaires qui sont induits par sa présence dans le palier L'invention a pour but de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment une cage de rétention destinée à être associée à une autre cage dans un palier à roulement comprenant une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant, ladite cage permettant de fiabiliser l'association des deux cages entre elles, éventuellement en simplifiant la réalisation cle ladite cage. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose une cage de rétention des corps roulants dans un palier à roulement, ladite cage comprenant un corps annulaire dont la face avant est pourvue de logements présentant une paroi sur laquelle un corps roulant est destiné à être retenu en contact glissant, ledit corps comprenant en outre une réserve de lubrifiant pourvue de canaux de 2 lubrification des logements, dans laquelle la réserve de lubrifiant comprend au moins un canal d'association avec une autre cage de rétention, lesdits canaux d'association étant prévus entre les logements et débouchant dans les faces arrière et avant du corps. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe fixe, un organe tournant et des corps roulants disposés entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier comprenant deux cages de rétention, les logements des cages étant disposés en regard deux à deux de sorte à former une paroi continue contre laquelle les corps roulants sont retenus, les réserves de lubrifiant de chacune des cages étant en communication par l'intermédiaire des canaux d'association respectifs, une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant étant disposée dans les réserves de lubrifiant en remplissant les canaux et l'éventuel espace de sorte que la matrice solide poreuse qui est commune aux deux réserves de lubrifiant contribue à l'association desdites cages entre elles. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes dans lesquelles : les figures 1 montrent une cage de rétention selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective vue de la face avant (figure la) et en perspective accolée à une deuxième cage identique (figure lb) ; les figures 2 montrent une cage de rétention selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective vue de la face avant (figure 2a), en loupe de la zone B de la figure 2a (figure 2b) et associée à une deuxième cage de rétention identique respectivement en perspective (figure 2c) et en coupe longitudinale (figure 2d). En relation avec les figures, on décrit ci-dessous deux modes de réalisation d'une cage de rétention des corps roulants dans un palier à roulement, lesdites cages étant destinées à être utilisées en combinaison avec une matrice solide 3 poreuse contenant un lubrifiant de sorte à assurer la lubrification des chemins de roulement. La cage de rétention comprend un corps annulaire 1 qui peut être réalisé en matière plastique thermoplastique, notamment en polyamide renforcé par des fibres de verre, mais également en tôle métallique. La face avant du corps annulaire 1 est pourvue de logements 2 présentant une paroi 3 formant une surface sur laquelle un corps roulant (non représenté) est destiné à être retenu en contact glissant. Dans les modes de réalisation représentés, les corps roulants sont des billes et les logements 2 présentent une forme sensiblement hémisphérique de taille correspondante, sans toutefois que l'invention ne soit limitée à cette réalisation particulière. Plus précisément, les logements 2 sont répartis sur la face avant du corps annulaire 1 en étant séparés des deux logements 2 adjacents par respectivement un pont de matière 4 qui s'étend en saillie axiale vers l'avant. Ainsi, chaque logement 2 comprend une paroi 3 de roulement formée d'une partie de fond réalisée sur la face avant du corps annulaire 1 et de deux parties latérales formées sur les ponts de matière 4. En outre, les cages représentées comprennent sur leur face arrière un déflecteur annulaire 5 s'étendant généralement radialement. Ce type de cage est particulièrement adapté pour être intégré dans un roulement de dispositifs de transmission de couple tels que les boîtes de vitesses de véhicule automobile. En effet, dans ces applications, le roulement est lubrifié par projection du lubrifiant du dispositif et il convient d'empêcher les éventuels polluants dudit lubrifiant de pénétrer à l'intérieur du roulement, notamment dans les chemins de roulement. Pour ce faire, le déflecteur 5 est disposé en regard d'une paroi du roulement avec un jeu suffisamment faible pour assurer une filtration du lubrifiant pénétrant dans le roulement. Le corps annulaire 1 comprend également une réserve de lubrifiant, ladite réserve étant pourvue de canaux de lubrification 6 qui mettent en 4 communication chacun des logements 2 avec la face arrière du corps 1. En particulier, chaque canal de lubrification 6 peut être prévu pour déboucher dans la paroi d'un logement 2. Ainsi, par disposition de la matrice solide poreuse dans les canaux de lubrification 6, il est possible d'alimenter directement les chemins de roulement en lubrifiant. Et, les canaux de lubrification 6 débouchant sur la face arrière du corps annulaire 1, il en résulte un enrobage de la cage par la matrice solide poreuse, ce qui limite l'enserrement des corps roulants par la matrice solide poreuse et donc le couple résistant induit. En effet, la matrice solide poreuse est classiquement formée en coulant un polymère liquide chargé de lubrifiant dans la réserve de lubrifiant, puis en polymérisant celui-ci de sorte à assurer sa rigidification. Lors de cette étape, généralement réalisée à chaud, il se produit un rétrécissement de la matrice solide poreuse dans la réserve, ce qui contribue au positionnement et à l'accrochage de la matrice solide poreuse dans le roulement. Ainsi, il est possible de réaliser une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant qui présente une forme maitrisée en fonction de celle de la réserve de lubrifiant. En relation avec les figures 1, on décrit ci-dessous une cage de rétention dans laquelle la réserve de lubrifiant comprend un espace arrière 7 qui est formé sur la face arrière du corps annulaire 1, les canaux de lubrification 6 débouchant dans ledit espace. En particulier, l'espace 7 présente une forme annulaire de sorte à réaliser une couronne de matrice solide poreuse. Cette réalisation permet d'améliorer la durée de vie du roulement en augmentant la capacité de la réserve de lubrifiant, et ce sans modifier la dimension de la cage ni le nombre de corps roulants retenus. En outre, la couronne arrière contribue à l'accrochage de la matrice solide poreuse sur la cage de rétention. Sur les figures 1, deux canaux de lubrification 6 sont formés de part et d'autre de l'axe de chacun des logements 2 de sorte à alimenter le chemin de roulement en lubrifiant en deux points symétriques par rapport à cet axe. Dans les modes de réalisation représentés, les canaux 6 sont formés de part et 5 d'autre de la partie de fond de la paroi 3. En outre, les canaux 6 s'étendent selon une direction axiale par rapport à l'axe du corps annulaire 1. En variante, on pourrait prévoir des canaux 6 à direction inclinée de sorte à mieux retenir la matrice solide poreuse sur ledit corps relativement à un déplacement de ladite matrice suivant ledit axe. En variante non représentée, un canal de lubrification 6 peut être formé par un enlèvement de matière qui est réalisé dans la partie de fond de la paroi 3 du logement 2. Selon cette réalisation, les corps roulants viennent donc en contact sur la face avant de la couronne de matrice solide poreuse. La réserve de lubrifiant peut comprendre en outre au moins un canal d'accrochage qui débouche sur la face extérieure et/ou sur la face intérieure du corps annulaire 1. Par exemple, un canal d'accrochage peut être prévu dans chacun des ponts de matière 4, lesdits canaux débouchant sur la face extérieure du corps annulaire 1. Dans un autre exemple, on pourrait prévoir un canal d'accrochage radial traversant de part en part chaque pont de matière 4, depuis la face intérieure jusqu'à la face extérieure de sorte à former une cheville d'accrochage avec la matrice solide poreuse. Dans cette réalisation, comme dans les autres, on peut prévoir de renforcer la matrice solide poreuse en fonction des contraintes mécaniques particulières qu'elle aura à subir. La réserve de lubrifiant comprend en outre au moins un canal d'association 12 avec une autre cage de rétention, notamment une autre cage identique. Les canaux d'association 12 débouchent dans les faces arrière et avant du corps annulaire 1. En outre les canaux d'association 12 sont prévus entre les logements 2. 6 La cage de rétention permet donc d'utiliser deux cages identiques en disposant les logements 2 en regard deux à deux pour former une paroi 3 continue autour des corps roulants (voir figure 1 b), de sorte à améliorer la capacité de rétention conférée. En outre, l'association des cages entre elles est assurée par une matrice solide poreuse qui est commune aux deux réserves de lubrifiant. En effet, la matrice solide poreuse peut traverser les canaux d'association 12 et l'association est réalisée par l'accrochage de la matrice solide poreuse dans chacune des réserves de lubrifiant. L'invention permet donc de combiner l'utilisation de deux cages avec une augmentation de la fiabilité de leur association. Sur les figures 1, la réserve de lubrifiant comprend une paroi de fond 13 qui est formée dans chaque pont de matière 4, dans laquelle un canal d'association 12 est formé pour s'étendre axialement, le diamètre du canal 12 étant inférieur à la dimension de ladite paroi de fond. Ainsi, la partie de la matrice solide poreuse qui entoure le canal d'association 12 est en appui sur la paroi de fond 13 de sorte à solidariser la matrice solide poreuse sur la cage relativement à un effort d'arrachement de l'avant vers l'arrière. En outre, comme représenté sur la figure lb, la paroi de fond 13 d'une cage permet la mise en appui de la paroi de fond 13 de l'autre cage avec les canaux d'association 12 disposés en regard. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 2, les faces avant de chacun des corps annulaires 1 sont pourvues de moyens d'association réciproque sous la forme de griffes 14 qui s'étendent sur les ponts de matière 4 et dans le prolongement des logements 2. Les griffes 14 sont agencées pour pouvoir s'encliqueter dans des logements 15 adjacents aux griffes 14 de la cage disposée en regard de sorte à assurer l'association. La réalisation et l'association de telles cages sont notamment décrites dans le document FR-A1-2 787 530. Sur les figures 2, un canal de lubrification 6 est prévu depuis la face arrière du corps annulaire 1 dans la paroi 3 du logement 2, les canaux de lubrification 6 des cages associées étant disposés en quinconce. 7 En outre, un canal d'association 12 est formé dans chacune des griffes 14 de sorte à permettre le passage d'une matrice solide poreuse commune entre les réserves de lubrifiant, lesdits canaux d'association étant en communication avec les canaux de lubrification 6. Ainsi, l'association des cages entre elles est fiabilisée par l'intermédiaire d'une matrice solide poreuse commune. L'invention concerne également un palier à roulement, notamment un roulement, qui comprend un organe fixe, un organe tournant et des corps roulants disposés entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative. Le palier à roulement comprend deux cages de rétention selon les figures 1 ou 2, les logements 2 des cages étant disposés en regard deux à deux de sorte à former une paroi 3 continue autour des corps roulants. Les réserves de lubrifiant de chacune des cages étant en communication par l'intermédiaire des canaux d'association 12 respectifs. Par ailleurs, une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant est disposée dans les réserves de lubrifiant en remplissant les canaux 6, 12 et l'espace 7. Pour ce faire, un polymère liquide chargé en lubrifiant est injecté dans les cages pour permettre le remplissage des réserves de lubrifiant, puis réticulé afin de former la matrice solide poreuse qui est apte à libérer dans le temps le lubrifiant. Ainsi, la matrice solide poreuse qui est commune aux deux réserves de lubrifiant contribue à l'association desdites cages entre elles. REVENDICATIONS 1. Cage de rétention des corps roulants dans un palier à roulement, ladite cage comprenant un corps annulaire (1) dont la face avant est pourvue de logements (2) présentant une paroi (3) sur laquelle un corps roulant est destiné à être retenu en contact glissant, ledit corps comprenant en outre une réserve de lubrifiant pourvue de canaux de lubrification (6) des logements (2), ladite cage étant caractérisée en ce que la réserve de lubrifiant comprend au moins un canal d'association (12) avec une autre cage de rétention, lesdits canaux d'association étant prévus entre les logements (2) et débouchant dans les faces arrière et avant du corps (1). 2. Cage de rétention selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux de lubrification (6) mettent en communication chacun des logements (2) avec la face arrière du corps annulaire (1). 3. Cage de rétention selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque canal de lubrification (6) débouche dans la paroi (3) d'un logement (2). 4. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la réserve de lubrifiant comprend en outre un espace (7) qui est formé sur la face arrière du corps annulaire (1), les canaux de lubrification (6) débouchant dans ledit espace. 5. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que deux canaux de lubrification (6) sont formés de part et d'autre de l'axe de chacun des logements (2). 30 6. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la réserve de lubrifiant comprend une paroi de fond (13) dans laquelle un canal d'association (12) est formé pour s'étendre axialement, le diamètre du canal (12) étant inférieur à la dimension de ladite paroi de fond. 25 9 7. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la face avant du corps annulaire (1) est pourvue de moyens d'association réciproque (14, 15) avec une autre cage de rétention. 8. Palier à roulement comprenant un organe fixe, un organe tournant et des corps roulants disposés entre lesdits organes pour permettre leur rotation relative, ledit palier comprenant deux cages de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, les logements (2) des cages étant disposés en regard deux à deux de sorte à former une paroi (:3) continue contre laquelle les corps roulants sont retenus, les réserves de lubrifiant de chacune des cages étant en communication par l'intermédiaire des canaux d'association (12) respectifs, une matrice solide poreuse contenant un lubrifiant étant disposée dans les réserves de lubrifiant en remplissant les canaux (6, 12) et l'éventuel espace (7) de sorte que la matrice solide poreuse qui est commune aux deux réserves de lubrifiant contribue à l'association desdites cages entre elles.