Brevet FR3003317A1 — publié le 20140919

L'invention concerne une cage de rétention des billes dans un palier à roulement, ainsi qu'un palier à roulement comprenant une telle cage. On connaît de nombreuses géométries de cage de rétention, notamment obtenues par moulage d'une matière thermoplastique éventuellement chargée, comprenant un talon annulaire depuis lequel s'étendent des ponts formant entre eux et ledit talon des logements de rétention d'une bille. En particulier, chaque pont peut présenter deux bords latéraux délimitant circonférentiellement un logement entre deux ponts adjacents, une ouverture d'introduction des billes dans le logement étant formée entre lesdits bords. En outre, pour favoriser la rotation des billes sur elles-mêmes lors de la rotation du palier, les bords et le talon présentent chacun une paroi sphérique définissant un logement adapté pour la rétention d'une bille en contact glissant sur lesdites parois. Ce type de cage est destiné à être utilisé dans un palier à roulement comprenant un organe intérieur et un organe extérieur formant entre eux au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de billes est disposée afin de permettre la rotation relative desdits organes, chaque bille de ladite rangée étant retenue dans un logement de ladite cage de rétention. Selon une réalisation, le talon présente un bord intérieur qui est équipé de crochets saillants intérieurement, lesdits crochets étant destinés à être engagés radialement dans une gorge de l'organe intérieur pour limiter le déplacement axial dudit organe relativement à ladite cage. En particulier, cet engagement permet d'assurer la cohésion du palier avant son installation pour guider en rotation un ensemble tournant par rapport à une structure fixe. En effet, le maintien axial de l'organe intérieur sur la cage par l'intermédiaire des crochets, combiné à un maintien axial des billes dans l'organe extérieur, permet de garantir la cohésion axiale du palier lors de sa manipulation avant et pendant son installation. Toutefois, la réalisation des crochets et de la gorge impose un certain nombre de contraintes dans la conception du palier, notamment relativement à la longueur des crochets pour qu'ils puissent de façon fiable être engagés dans la gorge et réaliser leur fonction de maintien, ainsi qu'à l'épaisseur de matière sous la gorge pour garantir la résistance mécanique de l'organe intérieur. Ainsi, le diamètre intérieur du talon étant défini par rapport au diamètre primitif du palier et au diamètre des billes, il résulte de ces contraintes un encombrement radial minimal du palier au niveau de l'engagement des crochets dans la gorge. Par ailleurs, pour garantir la résistance mécanique de l'organe intérieur, la conception du palier impose une épaisseur de matière minimale sous le chemin de roulement, ladite épaisseur dépendant notamment du diamètre des billes. Dans certaines applications, notamment lorsque le diamètre des billes est faible en étant typiquement inférieur à 10 mm, l'encombrement radial minimal du palier au niveau de l'engagement des crochets dans la gorge peut être supérieur à l'épaisseur nécessaire sous le chemin de roulement. Il en résulte la présence sous le chemin de roulement d'une quantité de matière qui est inutile mécaniquement, ladite quantité induisant un surpoids et une perte de compacité radiale du palier. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment une cage de rétention des billes dans un palier, en particulier de billes dont le diamètre est inférieur à 10 mm, dont le talon présente des crochets saillants intérieurement, lesdits crochets pouvant être engagés de façon fiable dans une gorge du palier en limitant l'impact négatif de la conception de cet engagement sur la compacité radiale dudit palier. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une cage de rétention des billes dans un palier à roulement, ladite cage comprenant un talon annulaire depuis lequel s'étendent des ponts présentant chacun deux bords latéraux sur chacun desquels est formée une paroi sphérique qui est agencée pour définir, entre les parois en regard de deux ponts adjacents, un logement adapté pour la rétention d'une bille en contact glissant sur lesdites parois, ledit talon présentant un bord intérieur qui est équipé de crochets saillants intérieurement depuis un diamètre nominal D, dudit bord, le bord intérieur présentant des cavités dans lesquelles les crochets sont encastrés en s'étendant sur une longueur L entre un diamètre de base Db et un diamètre d'extrémité De, le diamètre nominal D, du bord intérieur étant strictement compris entres lesdits diamètres d'extrémité et de base. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe intérieur et un organe extérieur formant entre eux au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de billes est disposée afin de permettre la rotation relative desdits organes, chaque bille de ladite rangée étant retenue dans un logement d'une telle cage de rétention, l'organe intérieur présentant une gorge dans laquelle les crochets sont engagés radialement pour limiter le déplacement axial dudit organe intérieur relativement à ladite cage. 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 vue en perspective avant d'une cage de rétention selon un mode de réalisation de l'invention, la figure la étant une vue agrandie de la zone A de la figure 1 ; - la figure 2 est une vue en perspective arrière de la cage de rétention selon la figure 1, la figure 2a étant une vue agrandie de la zone A de la figure 2 ; - la figure 3 est une vue arrière de la cage de rétention selon la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 4a étant une vue agrandie de la figure 4. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous une cage de rétention des billes dans un palier à roulement comprenant un organe intérieur 1 et un organe extérieur 2 montés en rotation relative au moyen d'une rangée de billes 3. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation A du palier. En particulier, le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de l'axe A et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de l'axe A. Les billes 3 sont disposées dans un chemin de roulement 4 qui est formé entre une piste de roulement 4a, 4b réalisée sur respectivement un organe 1, 2. En relation avec les figures 4, le palier présente deux chemins de roulement 4 qui sont espacés axialement, une rangée de billes 3 retenue dans une cage étant disposée dans respectivement un desdits chemins. L'organe intérieur 1 est formé de deux bagues 5, 6 sur lesquelles respectivement une piste de roulement 4a est formée, lesdites bagues présentant chacune une portée radiale interne 7 qui sont disposées en contact axial lors du montage desdites bagues à l'intérieur de l'organe extérieur 2 sur lequel deux pistes de roulement 4b sont formées. Par ailleurs, chaque chemin de roulement 4 présente un côté externe qui est équipé d'un dispositif d'étanchéité qui comprend un déflecteur 8 monté dans l'organe extérieur 2, ledit déflecteur étant agencé pour former un jeu réduit avec respectivement une bague intérieure 5, 6 afin notamment de limiter les fuites de lubrifiant présent dans le chemin de roulement 4 ainsi que la contamination dudit chemin avec des polluants extérieurs. La cage de rétention comprend un talon annulaire 9 depuis lequel s'étendent des ponts 10 pour former des logements 11 entre les ponts 10 adjacents, chaque bille 3 d'une rangée étant retenue dans un desdits logements. Dans le mode de réalisation représenté, les ponts 10 sont répartis circonférentiellement sur le talon 9 en s'étendant axialement depuis un bord extérieur 12 du talon 8 en étant incliné radialement vers l'extérieur. En particulier, la cage peut être réalisée par moulage, notamment d'une matière thermoplastique, par exemple en polyamide éventuellement renforcé par des fibres de verre. Chaque pont 10 présente deux bords latéraux sur chacun desquels est formée une paroi sphérique 13 qui est agencée pour définir, entre les parois 13 en regard de deux ponts 10 adjacents, un logement 11 adapté pour la rétention d'une bille 3 en contact glissant sur lesdites parois. Ainsi, on favorise la rotation de la bille 3 sur elle-même dans le logement 11 lors de la rotation du palier. En outre, chaque logement 11 de rétention présente une paroi sphérique 14 formée sur le talon 9 afin de disposer la bille 3 en contact glissant également sur ladite paroi, ainsi qu'une ouverture formée entre les deux ponts 10 adjacents pour permettre l'introduction de la bille 3 dans le logement 11. Ainsi, les logements 11 présentent un fond comprenant la paroi sphérique 14 du talon 9 et deux côtés comprenant respectivement la paroi sphérique 13 d'un bord latéral, chacune desdites parois s'étendant depuis le talon 9 vers une extrémité libre d'un bord latéral. Le talon 9 présente un bord intérieur 15 qui est équipé de crochets 16 saillants intérieurement depuis un diamètre nominal D, dudit bord. En particulier, les crochets 16 sont destinés à être engagés radialement dans une gorge 17 de l'organe intérieur 1 pour limiter le déplacement axial dudit organe intérieur relativement à ladite cage. Ainsi, on obtient un maintien axial de l'organe intérieur 1 sur la cage par l'intermédiaire des crochets 16 de sorte à maintenir la rangée de bille 3 en appui sur la piste de roulement 4a dudit organe. En outre, les billes 3 sont en contact oblique dans le chemin de roulement 4 et la piste de roulement 4b de l'organe extérieur 2 est équipée d'un seuil 18 qui est diamétralement opposé à la gorge 17 par rapport aux billes 3. La combinaison de l'engagement des crochets 16 dans la gorge 17 avec le maintien axial des billes 3 sur le seuil 18 permet d'assurer la cohésion du palier lors de sa manipulation avant ou pendant son installation. Dans le mode de réalisation représenté, chaque bague intérieure 5, 6 présente une extension interne 20 sur l'extrémité de laquelle la portée radiale d'appui 7 est formée, la gorge 17 s'étendant annulairement sur l'intérieur de ladite extension. Plus précisément, la gorge 17 est formée entre la piste de roulement 4a et un rebord interne 21 reliant ladite gorge à la portée radiale 7, ladite gorge étant délimitée axialement entre une portée externe 17a reliée à ladite piste de roulement et une portée interne 17b reliée audit rebord. Ainsi, le palier peut être assemblé en disposant chaque bille 3 dans un logement 11 puis en montant la cage dans la piste de roulement 4b de l'organe externe 2, un coulissement axial de la bague intérieur 5, 6 à l'intérieur de l'organe extérieur 2 permettant ensuite de disposer les billes 3 en contact de la piste de roulement 4a ainsi que les crochets 16 dans la gorge 17. En particulier, le rebord interne 21 présente un épaulement 21a d'appui des crochets 16 qui est agencé pour, lors du montage dudit palier par coulissement axial de l'organe intérieur 1 par rapport à la cage, soulever lesdits crochets avant leur disposition dans la gorge 17. En particulier, l'épaulement 21a est incliné extérieurement depuis la portée radiale 7 vers la gorge 17. Ainsi, on facilite l'engagement des crochets 16 tout en permettant leur clipsage optimal entre les portées 17a, 17b de la gorge 17 afin de fiabiliser le maintien axial de l'organe intérieur 1 par l'intermédiaire de la cage. Le bord interne 15 de la cage présente des cavités 22 dans lesquelles les crochets 16 sont encastrés en s'étendant sur une longueur L entre un diamètre de base Db et un diamètre d'extrémité De. Dans le mode de réalisation représenté, chaque crochet 16 est encastré dans une cavité 22 distincte en étant disposé radialement à l'intérieur d'un pont 10 distinct, formant ainsi des ensembles pont 10 / cavité 22 / crochet 16 qui sont répartis autour du talon 9. Chaque crochet 16 s'étend radialement sur leur longueur L entre une base disposée dans la cavité 22 et une extrémité libre, tout en conservant une capacité de démoulage axial de la cage. En particulier, la longueur L est alors égale à (Db - De)/2. Dans le mode de réalisation représenté, la géométrie des cavités 22 est analogue à la géométrie de la base des crochets 16, lesdites cavités débouchant axialement de part et d'autre du talon 9. En outre, les extrémités libres des crochets 16 sont recourbées axialement à l'opposé des logements 11, c'est-à-dire du côté interne correspondant au sens de déplacement de la bague 5, 6 lors du montage, afin de faciliter leur soulèvement par l'épaulement 21a et fiabiliser leur mise en butée axial sur la portée interne 17b de la gorge 17. Le diamètre nominal D, du bord intérieur 15 est strictement compris entres les diamètres d'extrémité De et de base Db des crochets 16. Ainsi, les crochets 16 présentent une longueur L qui est suffisante pour permettre leur engagement fiable, notamment leur souplesse pour autoriser leur soulèvement, dans la gorge 17 en assurant leur fonction de maintien axial de l'organe intérieur 1 par l'intermédiaire de la cage. En outre, l'encastrement des crochets 16 limite leur encombrement radial à l'intérieur de la cage et contribue ainsi à la compacité radiale du palier. En particulier, l'encastrement permet de limiter l'encombrement radial minimal du palier au niveau de l'engagement des crochets 16, c'est-à-dire pour un diamètre nominal D, donné, l'empilement de la longueur L des crochets 16, de la profondeur de la gorge 17 et de l'épaisseur de matière nécessaire sous ladite gorge. Dans une application particulière, notamment en relation avec des billes 3 dont le diamètre est inférieur à 10 mm, cet encombrement radial minimal peut être rapproché de l'épaisseur de matière minimale nécessaire sous le chemin de roulement 4, limitant ainsi la perte de compacité radiale du palier qui est induit par la conception de l'engagement des crochets 16 dans la gorge 17. Selon une réalisation particulière, la longueur L des crochets 16 peut être de l'ordre de 2,3 mm et l'épaisseur de matière sous la gorge 17 de l'ordre de 1,8 mm tout en ayant une épaisseur de matière sous le chemin de roulement 4 qui est comprise entre 40% et 60% du diamètre des billes 3 alors que l'épaisseur minimale requise est de l'ordre de 40% dudit diamètre. De façon avantageuse relativement à la diminution de l'encombrement radial, l'encastrement des crochets 16 dans les cavités 22 est tel que : (Db - [4)/2 > 10% L. En outre, l'encastrement des crochets 16 dans les cavités 22 peut être tel que : (Db - [4)/2 REVENDICATIONS1. Cage de rétention des billes (3) dans un palier à roulement, ladite cage comprenant un talon annulaire (9) depuis lequel s'étendent des ponts (10) présentant chacun deux bords latéraux sur chacun desquels est formée une paroi sphérique (13) qui est agencée pour définir, entre les parois (13) en regard de deux ponts (10) adjacents, un logement (11) adapté pour la rétention d'une bille (3) en contact glissant sur lesdites parois, ledit talon présentant un bord intérieur (15) qui est équipé de crochets (16) saillants intérieurement depuis un diamètre nominal D, dudit bord, ladite cage étant caractérisée en ce que le bord intérieur (15) présente des cavités (22) dans lesquelles les crochets (16) sont encastrés en s'étendant sur une longueur L entre un diamètre de base Db et un diamètre d'extrémité De, le diamètre nominal D, du bord intérieur (15) étant strictement compris entres lesdits diamètres d'extrémité et de base. 2. Cage de rétention selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'encastrement des crochets (16) dans les cavités (22) est tel que : (Db - D,)/2 > 10% L. 3. Cage de rétention selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'encastrement des crochets (16) dans les cavités (22) est tel que : (Db - D,)/2 4. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque crochet (16) est encastré dans une cavité (22). 5. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque crochet (16) est disposé radialement à l'intérieur d'un pont (10). 6. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le nombre de crochets (16) est égal au nombre de ponts (10). 7. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le nombre de crochets (16) est inférieur au nombre de ponts (10). 8. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les ponts (10) s'étendent axialement depuis un bord extérieur (12) du talon (9) en étant incliné radialement vers l'extérieur. 9. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque crochet (16) s'étend radialement entre une base disposée dans la cavité (22) et une extrémité libre. 10. Cage de rétention selon la revendication 9, caractérisée en ce que les extrémités libres des crochets (16) sont recourbées axialement à l'opposé des logements (11). 11. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que chaque logement (11) de rétention présente une paroi sphérique (14) formée sur le talon (9) et une ouverture formée entre les deux ponts (10) adjacents. 12. Palier à roulement comprenant un organe intérieur (1) et un organe extérieur (2) formant entre eux au moins un chemin de roulement (4) dans lequel une rangée de billes (3) est disposée afin de permettre la rotation relative desdits organes, chaque bille (3) de ladite rangée étant retenue dans un logement (11) d'une cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, l'organe intérieur (1) présentant une gorge (17) dans laquelle les crochets (16) sont engagés radialement pour limiter le déplacement axial dudit organe intérieur relativement à ladite cage. 13. Palier à roulement selon la revendication 12, caractérisé en ce que la gorge (17) est formée entre une piste de roulement (4a) de l'organe intérieur (1) et un rebord interne (21) dudit organe. 14. Palier à roulement selon la revendication 13, caractérisé en ce que le rebord interne (21) présente un épaulement (21a) d'appui des crochets (16) qui est agencé pour, lors du montage dudit palier par coulissement axial de l'organe intérieur (1) par rapport à la cage, soulever lesdits crochets avant leur disposition dans la gorge (17). 15. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les billes (3) sont en contact oblique dans le chemin de roulement (4), l'organe extérieur (2) présentant une piste de roulement (4b) équipée d'un seuil (18) qui est diamétralement opposé à la gorge (17) par rapport aux billes (3).