Brevet FR3001511A1 — publié le 20140801

Cage pour roulement, notamment pour roulement de direction électrique de véhicule automobile La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement, notamment les paliers à roulements utilisés dans les directions électriques de véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention concerne les cages de retenue assurant un espacement circonférentiel entre les éléments roulants des paliers à roulement. Une direction électrique d'un véhicule automobile comprend généralement un actionneur électromécanique situé sur la colonne de direction ou sur l'ensemble inférieur qui comporte des organes mécaniques destinés à assurer le positionnement angulaire des roues directrices du véhicule. L'actionneur électromécanique comprend un moteur électrique rotatif dont l'arbre est supporté par au moins un palier à roulement, directement ou par l'intermédiaire d'un système de vis à billes. Le palier à roulement comprend généralement une bague intérieure, une bague extérieure et une rangée d'éléments roulants, en général des billes, disposés entre les bagues. On connaît, par le document FR-A1-2 911 934, une cage de retenue pour palier à roulement comportant une pluralité d'alvéoles pour le logement des billes qui sont définies chacune en partie par deux griffes disposées à l'opposé d'un talon de ladite cage. De telles cages donnent entière satisfaction dans de nombreuses applications. Toutefois, dans des applications à vitesse de rotation faible ou pour lesquelles le sens de rotation s'inverse brusquement, ce genre de cages entraîne différentes difficultés. En effet, sous l'effet des billes, la cage peut se déformer fortement et venir en contact avec la bague intérieure, ce qui entraine sa dégradation voire sa destruction. De plus, lors d'un changement de direction de la charge appliquée au palier à roulement, comme par exemple lors du braquage des roues d'un véhicule équipé d'un système de direction électrique tel que décrit précédemment, lorsque le conducteur effectue des manoeuvres vers la gauche et vers la droite pour stationner le véhicule la cage est également fortement déformée, voire détruite. On connaît également, par le document FR-A1-2 883 941, une cage pour palier à roulement comprenant des premières alvéoles pourvues de griffes de retenue axiale de la cage sur les billes, et des deuxièmes alvéoles dépourvues de griffes de retenue axiale. Dans une application à fortes charges axiales et radiales et a faible vitesse de rotation, par exemple entre 100 et 300tr/min, le roulement subit une forte déformation. Une telle cage n'offre pas aux billes suffisamment de liberté les unes par rapport aux autres de sorte que la cage est également fortement déformée en cas de mouvements antagonistes de deux billes adjacentes. Ceci peut provoquer la destruction de la cage. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir une cage pour palier à roulement présentant une bonne sûreté de fonctionnement. La présente invention vise à également à prévoir une cage pouvant être déformé avec un risque de dégradation limité. La présente invention vise à encore à prévoir une cage d'encombrement restreint, de poids limité et facile à monter. Dans un mode de réalisation, la cage pour palier à roulement destinée à assurer l'espacement circonférentiel d'une rangée d'éléments roulants comprend des alvéoles pour les éléments roulants et des portions de liaison reliant chacune deux alvéoles successives. Au moins une desdites portions de liaison est deformable élastiquement au moins dans le sens circonférentiel pour permettre un déplacement relatif des deux alvéoles associées dans ledit sens circonférenti el. Avantageusement, ladite portion de liaison comprend au moins deux languettes élastiques reliées entre elles et formant ressort. Le ressort formé par les languettes peut présenter au moins une ondulation. Chaque languette peut comprendre une partie de raccordement reliée à l'alvéole associée et une partie de jonction reliée à la partie de jonction de l'autre languette, lesdites parties de jonction étant décalées latéralement par rapport aux parties de raccordement. Dans un mode de réalisation, ladite portion de liaison s'étend radialement. Alternativement, ladite portion de liaison peut s'étendre axialement ou obliquement. De préférence, ladite portion de liaison délimite circonférentiellement entre les deux alvéoles associées au moins deux encoches situées latéralement de part et d'autre de ladite portion. Dans un mode de réalisation, chacune desdites portions de liaison est deformable élastiquement au moins dans le sens circonférenti el. Les alvéoles peuvent comprendre chacune une paroi d'épaisseur sensiblement constante. Dans un mode de réalisation, la cage comprend des premières alvéoles pour des premiers éléments roulants de la rangée pourvues de moyens de retenue axiale de la cage sur lesdits éléments roulants, et des secondes alvéoles pour des seconds éléments roulants de la rangée et dépourvues de moyens de retenue axiale. La cage peut par exemple être réalisée en une seule pièce en matériau synthétique, de préférence en matière polymère. Selon un second aspect, l'invention concerne un palier à roulement comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les bagues et une cage tel que définie précédemment. Selon un troisième aspect, l'invention concerne une direction électrique de véhicule automobile comprenant au moins un palier à roulement tel que défini ci-dessus. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une cage pour palier à roulement selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1, - la figure 3 est une coupe selon l'axe de la figure 2, - la figure 4 est une vue de détail d'une cage selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une coupe selon l'axe V-V de la figure 4, - la figure 6 est une vue de détail d'une cage selon un troisième exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 7 est une coupe selon l'axe VII-VII de la figure 6. La figure 1 illustre une cage 10 prévue pour être utilisée dans un palier à roulement du type comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, et une pluralité d'éléments roulants réalisés sous forme de billes et montés entre lesdites bagues. La cage 10 permet le maintien d'un espacement circonférentiel régulier des billes entre les bagues. La cage 10 peut avantageusement être réalisée en une seule pièce par moulage d'une matière polymère telle que par exemple du polyamide, notamment du PA 66 ou du PA 46, ou encore un polyétheréthercétone (PEEK). La cage 10 de forme générale annulaire comprend une pluralité d'alvéoles 12, 14 régulièrement réparties dans le sens circonférentiel et prévues pour recevoir les billes, et des portions de jonction ou liaison 16 reliant chacune entre elles deux alvéoles successives. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, chaque portion de liaison 16 est prévue pour permettre un déplacement relatif dans le sens circonférentiel entre les deux alvéoles associées adjacentes. Chaque alvéole 12, 14 est ouverte axialement d'un seul côté et ouverte radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur pour permettre le montage et la mise en place de la cage 10 sur les billes. Dans l'exemple de réalisation illustré, les alvéoles 14 sont pourvues de moyens de retenue axiale de la cage sur les billes comme cela sera décrit par la suite, et les alvéoles 12 sont dépourvues de tels moyens de retenue. Les alvéoles 12 sont ici au nombre de huit et arrangées par paire d'alvéoles immédiatement adjacente. Les paires d'alvéoles 12 sont séparées par une alvéole 14. Les alvéoles 14 sont ici au nombre de quatre et régulièrement réparties dans le sens circonférentiel pour assurer une retenue axiale régulière de la cage 10 sur les billes. Comme illustré plus visiblement sur les figures 2 et 3, chaque alvéole 12 comprend deux parois latérales 12a, 12b sensiblement cylindriques et espacées dans le sens circonférentiel, et une paroi de fond 12c reliant les parois latérales 12a, 12b. Les parois 12a, 12b et 12c présentent une épaisseur constante. Le diamètre du cylindre définissant les parois latérales 12a, 12b de chaque alvéole 12 est supérieur à celui des billes de façon qu'un jeu puisse être offert auxdites billes pour se déplacer radialement et circonférentiellement par rapport aux alvéoles 12. Les parois latérales 12a, 12b sont inaptes à assurer une retenue axiale de la cage sur les billes. Les alvéoles 12 sont dépourvues de tels moyens de retenue axiale. Chaque alvéole 14 comprend une paroi sphérique 14a tendant à envelopper la bille associée et formant une coupelle d'épaisseur constante pour la réception de ladite bille. Chaque alvéole 14 comprend également deux griffes 14b, 14c opposées prolongeant chacune une extrémité de la paroi sphérique 14a. La griffe 14b s'étend dans le sens circonférentiel en direction de la griffe 14c opposée pour délimiter l'alvéole 14 associée. Les extrémités libres des griffes 14b, 14c sont espacées d'une distance inférieure au diamètre des billes. Les griffes 14b, 14c d'une alvéole sont capables d'assurer la retenue axiale de la cage 10 par encliquetage sur la bille disposée dans ladite alvéole. Dans l'exemple de réalisation illustré, les portions de liaison 16 sont identiques entre elles et s'étendent radialement vers l'extérieur de la cage entre les alvéoles. Chaque portion de liaison 16 est disposée circonférentiellement entre deux alvéoles adjacentes. Chaque portion de liaison 16 de la cage est conformée pour permettre un déplacement relatif dans le sens circonférentiel des deux alvéoles associées. Chaque portion de liaison 16 est flexible et deformable élastiquement dans le sens circonférentiel pour permettre le déplacement circonférentiel d'une alvéole relativement à l'autre alvéole. Chaque portion de liaison 16 est pourvue d'une première languette 16a recourbée élastique s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la paroi de la première alvéole associée, et d'une seconde languette 16b recourbée élastique prolongeant ladite première languette radialement vers l'intérieur et se raccordant à la paroi de la seconde alvéole. Les première et seconde languettes 16a, 16b sont plates, jointives et flexibles dans le sens circonférentiel. Les languettes 16a, 16b sont symétriques l'une par rapport à l'autre relativement à un plan médian radial de la portion de liaison 16. Chaque languette 16a, 16b comprend une partie de raccordement reliée à l'alvéole associée et une partie de jonction reliée à la partie de jonction de l'autre languette. Les parties de jonction des deux languettes 16a, 16b sont décalées latéralement, i.e. radialement, vers l'extérieur, par rapport aux parties de raccordement reliées aux deux alvéoles. Les parties de raccordement des languettes 16a, 16b sont délimitées radialement par une surface intérieure alignée sur l'alésage de la cage 10 et les parties de jonction desdites languettes sont délimitées radialement par une surface extérieure alignée sur la surface extérieure de ladite cage. Les languettes 16a, 16b forment un ressort apte à exercer un effort de rappel dans le sens circonférentiel. Ledit ressort comprend une ondulation présentant ici en section droite une forme générale en V. Chaque portion de liaison 16 relie soit une alvéole 12 et une alvéole 14, soit deux alvéoles 12. Pour chaque portion de liaison 16 reliant deux alvéoles 12, ladite portion de liaison se raccorde circonférentiellement de part et d'autre à la paroi latérale 12a ou 12b de l'alvéole associée du côté opposé à l'ouverture prévue pour la bille. Pour chaque portion de liaison 16 reliant une alvéole 12 et une alvéole 14, ladite portion de liaison se raccorde d'une part à la paroi latérale 12b de l'alvéole 12 et d'autre part à la paroi sphérique 14a de l'alvéole 14 circonférentiellement du côté opposé à l'ouverture définie par chaque alvéole. Chaque portion de liaison 16 délimite une encoche 18 ouverte radialement du côté intérieur de la cage et débouchant axialement de part et d'autre de ladite portion. L'encoche 18 traverse axialement l'épaisseur de la portion de liaison 16. L'encoche 18 s'étend radialement au-delà des parties de raccordement des languettes 16a, 16b. L'encoche 18 est délimitée dans le sens circonférentiel par les languettes 16a, 16b et située dans le plan médian radial de la portion de liaison 16. Chaque portion de liaison 16 délimite encore deux encoches 20, 22 ouvertes radialement du côté extérieur de la cage et débouchant axialement de part et d'autre de ladite portion. Les encoches 20, 22 traversent axialement l'épaisseur de la portion de liaison 16. Les encoches 20, 22 sont symétriques par rapport au plan médian radial de la portion de liaison 16. Chaque encoche 20, 22 s'étend radialement vers l'intérieur. L'encoche 20 est délimitée dans le sens circonférentiel par la languette 16a et l'alvéole adjacente et l'encoche 22 est délimitée dans le sens circonférentiel par la languette 16b et l'alvéole adjacente. En fonctionnement, en cas de mouvements antagonistes de deux billes logées dans deux alvéoles adjacentes, la portion de liaison 16 reliant les deux alvéoles peut fléchir élastiquement dans le sens circonférentiel pour permettre un déplacement circonférentiel relatif des billes et des alvéoles, puis revenir ensuite à sa position initiale lorsque les billes sont de nouveau animées d'un même mouvement. En fonctionnement, les portions de liaison 16 peuvent donc se déformer, ce qui réduit fortement le risque de détérioration de la cage 10. Les encoches 18, 20 et 22 favorisent la déformation des portions de liaison 16 dans le sens circonférentiel. Par ailleurs, ces encoches forment des évidements permettant un allègement de la masse de la cage 10 par diminution de la quantité de matière mise en oeuvre. L'élasticité de chaque portion de liaison 16 peut être modifiée en fonction de l'épaisseur des languettes 16a, 16b et/ou de la dimension radiale des encoches 18 à 22 et/ou de la nature de la matière de la cage. Dans l'exemple de réalisation illustré, les portions de liaison 16 de la cage s'étendent radialement vers l'extérieur. En variante, il est possible de prévoir des portions de liaison s'étendant radialement vers l'intérieur de la cage. Dans un autre exemple de réalisation illustré sur les figures 4 et 5, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, la cage comprend des portions de liaison 26 du même type que celles précédemment décrites qui sont flexibles et déformables élastiquement pour permettre un déplacement relatif des alvéoles 12, 14 dans le sens circonférentiel. Dans cet exemple de réalisation, les portions de liaison 26 diffèrent uniquement par leur orientation et leur épaisseur réduite. Les portions de liaison 26 s'étendent ici axialement entre les alvéoles 12, 14. Chaque portion de liaison 26 est pourvue chacune d'une première languette 26a recourbée élastique s'étendant à partir de la paroi de la première alvéole associée axialement du côté de l'ouverture de ladite alvéole, et d'une seconde languette 26b recourbée élastique prolongeant ladite première languette axialement du côté opposé et se raccordant à la paroi de la seconde alvéole associée. Les parties de jonction des languettes 26a, 26b sont décalées axialement vers l'extérieur par rapport aux parties de raccordement reliées aux alvéoles. Les première et seconde languettes 26a, 26b sont symétriques l'une par rapport à l'autre en considérant un plan médian axial de la portion de liaison 16. Les languettes 26a, 26b forment un ressort circonférentiel comprenant une ondulation qui présente en section droite une forme générale en U. Chaque portion de liaison 26 délimite une encoche 28 ouverte axialement du côté opposé aux alvéoles 12, 14 et débouche radialement de part et d'autre de ladite portion. L'encoche 28 est délimitée dans le sens circonférentiel par les languettes 26a, 26b et située dans le plan médian axial de la portion de liaison 16. Chaque portion de liaison 16 délimite encore deux encoches 30, 32 ouvertes axialement du côté des alvéoles 12, 14 et débouchant radialement de part et d'autre de ladite portion. Les encoches 30, 32 sont symétriques par rapport au plan médian axial de la portion de liaison 16. L'encoche 30 est délimitée dans le sens circonférentiel par la languette 26a et l'alvéole immédiatement adjacente et l'encoche 32 est délimitée dans le sens circonférentiel par la languette 26b et l'alvéole immédiatement adj acente. Dans cet exemple de réalisation illustré, les portions de liaison 26 de la cage s'étendent axialement vers l'extérieur du côté des ouvertures des alvéoles 12, 14. En variante, il est possible de prévoir des portions de liaison s'étendant axialement vers l'intérieur. Dans un autre exemple de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, les portions de liaison 26 de la cage s'étendent obliquement vers l'extérieur de la cage. En variante, il pourrait encore être possible de prévoir des portions de liaison s'étendant obliquement vers l'intérieur de la cage. Dans l'ensemble des modes de réalisation illustrés, chaque portion de liaison flexible comprend une paire de languettes formant un ressort circonférentiel. En variante, il pourrait être possible de prévoir, pour une ou chaque portion de liaison, un nombre de paires de languettes supérieur de sorte à obtenir un ressort comprenant une pluralité d'ondulations et accroître ainsi la capacité de déformation de la cage dans le sens circonférentiel. Dans une autre variante de réalisation, il pourrait également être possible de prévoir une cage comprenant à la fois des portions de liaison déformables et non déformables dans le sens circonférentiel. Dans l'ensemble des modes de réalisation illustrés, les différentes portions de liaison s'étendent soit radialement, soit axialement, soit obliquement. En variante, il pourrait être possible de combiner sur une même cage les différentes portions de liaison illustrées. Il pourrait par exemple être possible de prévoir une cage comprenant des premières portions de liaison s'étant radialement et des secondes portions de liaison s'étant axialement ou obliquement, ou une cage comprenant des premières portions de liaison s'étant axialement et des secondes portions de liaison s'étant obliquement, ou encore une cage comprenant des premières portions de liaison s'étant radialement, des secondes portions de liaison s'étant axialement et des troisièmes portions de liaison s'étant obliquement. Dans les modes de réalisation illustrés, la cage comprend des alvéoles pourvues de moyens de retenue axiale et des alvéoles dépourvues de tels moyens de retenue. En variante, la cage pourrait comprendre un seul type d'alvéoles. Dans une autre variante de réalisation, il pourrait encore être possible de prévoir une cage permettant l'espacement circonférentiel d'autres types d'éléments roulants, par exemple des rouleaux. Grâce à l'invention, les alvéoles de réception des éléments roulants sont mobiles les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Ainsi, le risque de détérioration de la cage en cas de mouvements antagonistes de deux éléments roulants adjacents est fortement réduit dans la mesure où ces éléments roulants sont mobiles dans le sens circonférentiel l'un relativement à l'autre. REVENDICATIONS1. Cage pour palier à roulement destinée à assurer l'espacement circonférentiel d'une rangée d'éléments roulants et comprenant des alvéoles (12, 14) pour les éléments roulants et des portions de liaison (16 ; 26) reliant chacune deux alvéoles successives, caractérisée en ce qu'au moins une desdites portions de liaison est deformable élastiquement au moins dans le sens circonférentiel pour permettre un déplacement relatif des deux alvéoles associées dans ledit sens circonférenti el. 2. Cage selon la revendication 1, dans laquelle ladite portion de liaison comprend au moins deux languettes (16a, 16b ; 26a, 26b) élastiques reliées entre elles et formant ressort. 3. Cage selon la revendication 2, dans laquelle ledit ressort comprend au moins une ondulation. 4. Cage selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle chaque languette (16a, 16b ; 26a, 26b) comprend une partie de raccordement reliée à l'alvéole associée et une partie de jonction reliée à la partie de jonction de l'autre languette, lesdites parties de jonction étant décalées latéralement par rapport aux parties de raccordement. 5. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite portion de liaison (16 ; 26) s'étend radialement, ou axialement, ou obliquement. 6. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite portion de liaison (16 ; 26) délimite circonférentiellement entre les deux alvéoles associées au moins deux encoches (18, 20 ; 28, 30) situées latéralement de part et d'autre de ladite portion. 7. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune desdites portions de liaison (16 ; 30 26) est deformable élastiquement au moins dans le sens circonférentiel. 8. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les alvéoles (12, 14) comprennent chacune une paroi d'épaisseur sensiblement constante. 9. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des premières alvéoles (14) pour des premiers éléments roulants de la rangée pourvues de moyens de retenue axiale (14b, 14c) de la cage sur lesdits éléments roulants, et des secondes alvéoles (12) pour des seconds éléments roulants de la rangée et dépourvues de moyens de retenue axiale. 10. Palier à roulement comprenant une bague intérieure, une bague extérieure, au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les bagues, et une cage selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Direction électrique pour véhicule automobile comprenant au moins un palier à roulement selon la revendication 10.