Brevet FR2972034A1 — publié le 20120831

L'invention concerne une cage de rétention des billes dans un palier à roulement le long d'un cercle passant par le centre desdites billes. On connaît de nombreuses géométries de cage de rétention, notamment obtenues par moulage, comprenant un corps annulaire depuis lequel s'étendent axialement des ponts présentant de chaque côté une paroi sphérique sur laquelle respectivement une bille est destinée à venir en contact glissant de sorte à définir, entre deux ponts adjacents et le corps annulaire, un logement de rétention d'une bille. Dans ces réalisations, chaque logement présente au moins une ouverture dont la dimension est inférieure à celle des billes ainsi qu'à celle des empreintes de moulage desdits logements. Ainsi, tant pour l'introduction d'une bille dans un logement que pour la sortie de son empreinte de moulage, il est nécessaire de déformer l'ouverture par appui de la bille ou de l'empreinte sur les ponts du logement, le retour élastique desdits ponts assurant la rétention de la bille dans ledit logement. Le document EP-0 592 839 propose des ponts de section transversale en C qui comprennent chacun deux branches respectivement intérieure et extérieure formant entre elles une échancrure dans laquelle passe le cercle de roulement. Cette réalisation permet, en supprimant la matière séparant les billes, de réduire la distance entre deux billes adjacentes et donc de disposer notamment une bille de plus dans la cage de rétention. Toutefois, pour conserver une résistance mécanique suffisante malgré la présence de l'échancrure, les ponts présentent une structure relativement massive dont la rigidité pose des problèmes pour l'introduction des billes dans respectivement un logement ainsi que pour la fabrication de la cage par moulage. Ainsi, selon le document EP-0 592 839, chaque logement présente une ouverture axiale délimitée par les parties d'extrémité des quatre branches dudit 2 logement, l'introduction des billes ne pouvant être réalisée que par ladite ouverture axiale qui est configurée à cet effet. En outre, du fait de la rigidité des ponts, cette ouverture axiale ne peut que faiblement se déformer, les logements présentant alors une capacité de rétention des billes dans le sens axial qui est faible. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment une cage de rétention dans laquelle la distance entre deux billes adjacentes est réduite et dans laquelle l'introduction des billes dans respectivement un logement peut être réalisée de façon simplifiée et modulable tout en conservant une capacité de rétention optimale des billes dans lesdits logements. En outre, les cages de rétention selon l'invention peuvent présenter une géométrie particulièrement adaptée pour leur fabrication par moulage, notamment relativement à la sortie des empreintes de moulage des logements. A cet effet, l'invention propose une cage de rétention des billes dans un palier à roulement le long d'un cercle passant par le centre desdites billes, ladite cage comprenant un corps annulaire depuis lequel s'étendent axialement des ponts comprenant chacun deux branches respectivement intérieure et extérieure qui forment entre elles une échancrure dans laquelle passe le cercle, lesdites branches s'étendant depuis le corps entre une partie de base et une partie d'extrémité en présentant de chaque côté une paroi sphérique sur laquelle respectivement une bille est destinée à venir en contact glissant de sorte à définir, entre les quatre branches de deux ponts adjacents et le corps annulaire, un logement de rétention d'une bille, ledit logement présentant une ouverture axiale délimitée par les parties d'extrémité des quatre branches et deux ouvertures radiales délimitées par les deux branches intérieures, respectivement extérieures, et le corps annulaire, la partie d'extrémité d'au moins une branche de chaque logement présentant une rainure qui est agencée pour permettre une déformation de ladite partie d'extrémité lors de l'introduction d'une bille dans ledit logement au travers d'au moins une ouverture. 3 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : la figure 1 est une représentation en perspective d'une cage de rétention selon un mode de réalisation de l'invention ; les figures 2 sont des représentions de la cage de rétention de la figure 1, respectivement en vue de dessus (figure 2a), en vue de dessus avec deux billes retenues dans deux logements adjacents (figure 2b), en coupe longitudinale suivant la ligne C-C de la figure 2a (figure 2c) et en vue partielle de côté (figure 2d) ; la figure 3 est une représentation en perspective d'une cage de rétention selon une variante du mode de réalisation de la figure 1. En relation avec les figures, on décrit ci-dessous une cage de rétention des billes 1 dans un palier à roulement le long d'un cercle passant par le centre desdites billes. La cage de rétention comprend un corps annulaire 2 depuis lequel s'étendent axialement des ponts 3 pour former entre deux ponts 3 adjacents et ledit corps des logements 4 de rétention des billes 1. En particulier, la cage peut être réalisée par moulage, notamment d'une matière plastique thermoplastique, par exemple en polyamide éventuellement renforcé par des fibres de verre. Les ponts 3 comprennent chacun deux branches respectivement intérieure 5 et extérieure 6 qui forment entre elles une échancrure 7 dans laquelle passe le cercle. Comme représenté sur la figure 2b, cette réalisation permet aux billes 1 d'être en regard le long du cercle afin de réduire la distance entre deux billes 1 adjacentes. En particulier, un jeu réduit peut être prévu entre deux billes 1 adjacentes pour permettre un léger débattement des billes 1 le long du cercle. Ainsi, la cage de rétention peut contenir un nombre de billes 1 important par rapport à son diamètre de sorte à augmenter la capacité de charge du palier à roulement. Dans le mode de réalisation représenté, quatorze billes 1 peuvent 4 être retenues dans la cage, les billes 1 présentant un diamètre de 11,906 mm et le corps annulaire 2 un diamètre extérieur de 52 mm. Les branches 5, 6 s'étendent depuis le corps 2 entre une partie de base 5a, 6a et une partie d'extrémité 51), 6b en présentant de chaque côté une paroi sphérique 5c, 5d, 6c, 6d sur laquelle respectivement une bille 1 est destinée à venir en contact glissant. Ainsi, un logement 4 de rétention est défini entre les quatre branches 5, 6 de deux ponts 3 adjacents et le corps annulaire 2 qui comprend également une paroi sphérique 2a de glissement des billes 1. Chaque logement 4 présente une ouverture axiale 4a délimitée par les parties d'extrémité 5b, 6b des quatre branches 5, 6 et deux ouvertures radiales 4b, 4c délimitées par les branches intérieures 5, respectivement extérieures 6, et le corps annulaire 2. En particulier, pour permettre la rétention des billes 1, les ouvertures 4a-4c présentent une dimension qui est inférieure à celle des billes 1 ainsi qu'à celle des empreintes de moulage des logements 4. Dans le mode de réalisation représenté, les branches extérieures 6 présentent une dimension axiale qui est supérieure à la dimension axiale des branches intérieures 5. Ainsi, en relation avec la figure 2a, lors de l'introduction d'une bille 1 dans l'ouverture axiale 4a, la bille 1 appuie d'abord sur la partie d'extrémité 61) des branches extérieures 6 suivant un cercle Cl puis sur la partie d'extrémité 51) des branches intérieures 5 suivant un cercle C2. En particulier, les billes 1 peuvent être introduites axialement toutes en même temps dans respectivement une ouverture axiale 4a. En outre, les parties d'extrémité 51), 61) sont agencées pour que le diamètre du cercle C2 soit supérieur à celui du cercle Cl, le diamètre Cl pouvant être égal à 10,26 mm et le diamètre C2 à 11,30 mm pour une bille de diamètre 11,906 mm. La partie d'extrémité 5b, 61) d'au moins une branche 5, 6 de chaque logement 4 présente une rainure 8 qui est agencée pour permettre une déformation de ladite partie d'extrémité lors de l'introduction d'une bille 1 dans ledit logement au travers de l'ouverture axiale 4a. En particulier, les branches intérieures 5, respectivement extérieures 6, qui sont pourvues d'une rainure 8 présentent une partie d'extrémité 5b, 6b de géométrie tronconique dont la section comprend deux bords latéraux sur chacun desquels la paroi sphérique 5c, 5d, 6c, 6d est formée et un bord intérieur 5e, respectivement extérieur 6e, sur lequel la rainure 8 est formée. Dans le mode de réalisation représenté, les rainures 8 sont formées sur la partie d'extrémité 61) de chaque branche extérieure 6. Ainsi, lors de la mise en appui de la bille 1 selon le cercle Cl, les parties d'extrémité 6b se déforment pour laisser passer la bille 1 dans son logement 4 de rétention, ladite déformation limitant les contraintes mécaniques sur l'ensemble de la branche 6, notamment au niveau de sa zone centrale affaiblie qui est disposée en regard de l'échancrure 7. De même, lors du démoulage de l'empreinte du logement 4, la mise en appui de ladite empreinte selon le cercle Cl induit une déformation des parties d'extrémité extérieures 6b pour faire sortir ladite empreinte sans risquer un endommagement des branches 6. Les rainures 8 représentées sont formées entre deux bords latéraux en délimitant de part et d'autre un volet 9, ledit volet étant déformable en compression dans ladite rainure lors de la mise en appui d'une bille 1 sur la partie d'extrémité 6b. Plus précisément, les rainures 8 s'étendent axialement sur une hauteur comprise entre 20% et 800/0 de la dimension axiale des branches 6 sur lesquelles elles sont formées, les parties d'extrémité 6b présentant un bord libre 6f sur lequel les rainures 8 débouchent axialement. Par ailleurs, les rainures 8 présentent une section conique, par exemple avec un angle de convergence de l'ordre de 20°, en formant un rayon au sommet. En variante non représentée, seule une branche extérieure 6 de chaque logement 4 peut être pourvue d'une rainure 8 ou au moins une branche intérieure 5 de chaque logement 4 peut être pourvue d'une telle rainure 8. 6 Dans le mode de réalisation représenté, les rainures 8 sont également agencées pour permettre une déformation des parties d'extrémité 6b lors de l'introduction des billes 1 au travers de l'ouverture radiale extérieure 4c. Ainsi, la cage représentée permet une introduction des billes 1 dans les logements 4 tant axialement que radialement. En particulier, les billes 1 peuvent être introduites radialement de façon successive dans respectivement une ouverture radiale extérieure 4c. En variante, notamment lorsque des rainures 8 sont prévues sur les branches intérieures 5, les billes 1 peuvent également être introduites au travers de l'ouverture radiale intérieure 4b. En relation avec la figure 2d, lors de l'introduction d'une bille 1 dans l'ouverture radiale extérieure 4c, la bille 1 appuie sur la partie d'extrémité 6b des branches extérieures 6 et sur le corps annulaire 2 suivant respectivement un point P1-P3, lesdites parties d'extrémité se déformant au niveau des points P2 et P3 pour permettre le passage de la bille 1 dans le logement 4. En particulier, les points P1-P3 sont inscrits dans un diamètre qui est égal au diamètre des billes 1 auquel on applique un coefficient multiplicateur compris entre 0,8 et 0,98. De façon avantageuse, chaque rainure 8 peut être associée à un godron 10 qui est formé sur la même branche 5, 6, ledit godron étant agencé pour rigidifier ladite branche entre ses parties de base 5a, 6a et d'extrémité 5b, 6b. En particulier, les godrons 10 peuvent être formés en relief sur la zone centrale extérieure de la branche 5, 6 qui est disposée en regard de l'échancrure 7, ladite zone étant amincie du fait de la formation des parois sphériques 5c, 5d, 6c, 6d. Ainsi, en combinaison avec les rainures 8 qui limitent les déformations des branches 5, 6, les godrons 10 permettent de renforcer la zone la plus faible desdites branches afin d'éviter une rupture lors de la sortie des empreintes de moulage et de l'introduction des billes 1 dans les logements 4. 7 Dans le mode de réalisation représenté, les godrons 10 sont disposés dans le prolongement axial des rainures 8. En particulier, les godrons 10 peuvent être formés en relief avec une épaisseur radiale supérieure à 0,5 mm, la hauteur desdits godrons pouvant être comprise entre 50% et 100 % de la hauteur des parties de base 6a. Par ailleurs, la cage de rétention représentée présente des moyens géométriques qui sont agencés pour permettre l'indexation angulaire de ladite cage, notamment pour disposer les logements 4 en regard des billes 1 en vue de leur introduction. La figure 1 représente des moyens géométriques comprenant des nervures 11 qui sont formées sur le bord intérieur 5e de chacun des branches intérieures 5. Plus précisément, les nervures 11 s'étendent axialement sur toute la hauteur du bord intérieur 5e ainsi que sur la paroi intérieure du corps annulaire 2. En variante, seules certaines branches intérieures 5 peuvent présenter des nervures 11 et/ou lesdites nervures peuvent être réalisé en creux plutôt qu'en relief et/ou présenter une géométrie différente. La figure 3 représente une variante dans laquelle les moyens géométriques comprennent des crochets 12 qui sont formés sur la paroi intérieure du corps annulaire 2, lesdits crochets comme les nervures 11 étant destinés à coopérer avec des moyens d'indexation prévus sur la machine d'introduction des billes 1 dans les logements 4.25 REVENDICATIONS1. Cage de rétention des billes (1) dans un palier à roulement le long d'un cercle passant par le centre desdites billes, ladite cage comprenant un corps annulaire (2) depuis lequel s'étendent axialement des ponts (3) comprenant chacun deux branches respectivement intérieure (5) et extérieure (6) qui forment entre elles une échancrure (7) dans laquelle passe le cercle, lesdites branches s'étendant depuis le corps (2) entre une partie de base (5a, 6a) et une partie d'extrémité (5b, 6b) en présentant de chaque côté une paroi sphérique (5c, 5d, 6c, 6d) sur laquelle respectivement une bille (1) est destinée à venir en contact glissant de sorte à définir, entre les quatre branches (5, 6) de deux ponts (3) adjacents et le corps annulaire (2), un logement (4) de rétention d'une bille (1), ledit logement présentant une ouverture axiale (4a) délimitée par les parties d'extrémité (5b, 6b) des quatre branches (5, 6) et deux ouvertures radiales (4b, 4c) délimitées par les deux branches intérieures (5), respectivement extérieures (6), et le corps annulaire (2), ladite cage étant caractérisée en ce que la partie d'extrémité (5b, 6b) d'au moins une branche (5, 6) de chaque logement (4) présente une rainure (8) qui est agencée pour permettre une déformation de ladite partie d'extrémité lors de l'introduction d'une bille (1) dans ledit logement au travers d'au moins une ouverture (4a-4c). 2. Cage de rétention selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rainure (8) est agencée pour permettre une déformation de la partie d'extrémité (5b, 6b) lors de l'introduction d'une bille (1) dans le logement (4) au travers de l'ouverture axiale (4a) ainsi qu'au travers d'au moins une des ouvertures radiales (4b, 4c). 3. Cage de rétention selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la rainure (8) s'étend axialement, la partie d'extrémité (6b) présentant un bord libre (6f) sur lequel ladite rainure débouche axialement. 9 4. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les branches intérieures (5), respectivement extérieures (6), qui sont pourvues d'une rainure (8) présentent une partie d'extrémité (5b, 61)) de géométrie tronconique dont la section comprend deux bords latéraux sur chacun desquels la paroi sphérique (5c, 5d, 6c, 6d) est formée et un bord intérieur (5e), respectivement extérieur (6e), sur lequel la rainure (8) est formée. 5. Cage de rétention selon la revendication 4, caractérisée en ce que la rainure (8) est formée entre les deux bords latéraux en délimitant de part et d'autre un volet (9), ledit volet étant déformable en compression dans ladite rainure lors de la mise en appui d'une bille (1) sur la partie d'extrémité (51), 6b). 6. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie d'extrémité (61)) d'au moins une branche extérieure (6) de chaque logement (4) présente une rainure (8). 7. Cage de rétention selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie d'extrémité (61)) de chaque branche extérieure (6) présente une rainure (8). 8. Cage de rétention selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les branches extérieures (6) présentent une dimension axiale qui est supérieure à la dimension axiale des branches intérieures (5). 9. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque rainure (8) est associée à un godron (10) qui est formé sur la même branche (5, 6), ledit godron étant agencé pour rigidifier ladite branche entre ses parties de base (5a, 6a) et d'extrémité (5b, 6b). 10. Cage de rétention selon la revendication 9, caractérisée en ce que le godron (10) est formé en relief sur une zone centrale de la branche (5, 6) qui est disposée en regard de l'échancrure (7). 11. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle présente des moyens géométriques qui sont agencés pour permettre l'indexation angulaire de ladite cage. 12. Cage de rétention selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens géométriques comprennent des nervures (11) qui sont formées sur le bord intérieur (5e) d'au moins certaines branches intérieures (5). 13. Cage de rétention selon la revendication 11, caractérisée en ce que les moyens géométriques comprennent des crochets (12) qui sont formés sur la paroi intérieure du corps annulaire (2).