Brevet FR3001512A1 — publié le 20140801

L'invention concerne une cage de rétention des billes dans un palier à roulement, un palier à roulement comprenant une telle cage ainsi qu'un procédé d'assemblage d'un tel palier. 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 une première et une deuxième branche délimitant circonférentiellement un logement entre deux ponts adjacents, une ouverture d'introduction des billes dans le logement étant formée entre les extrémités libres desdites branches. En outre, pour favoriser la rotation des billes sur elles-mêmes lors de la rotation du palier, les branches et le talon présentent chacun une paroi externe sphérique sur lesquelles la bille retenue dans le logement vient en contact glissant. 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. Pour pouvoir assembler un palier comprenant une telle cage, il est nécessaire, après disposition d'un amas de billes dans le chemin de roulement, d'utiliser un outil spécifique permettant d'égaliser les billes. En particulier, les billes sont alors disposées dans le chemin de roulement dans une configuration permettant la disposition de chaque bille en regard de l'ouverture d'un logement. Ensuite, par déplacement axial de la cage dans le chemin de roulement, l'appui d'une bille sur les ponts déforme l'ouverture pour permettre l'introduction de ladite bille dans le logement, le retour élastique desdits ponts assurant la rétention de la bille dans ledit logement. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment une cage de rétention qui peut être montée de façon simplifiée dans le chemin de roulement d'un palier, notamment en ne nécessitant pas d'outil spécifique pour égaliser les billes dans ledit chemin. 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 comprenant chacun une première et une deuxième branche, lesdites branches présentant une paroi externe sphérique sur laquelle une bille est destinée à venir en contact glissant de sorte à définir, entre les première et deuxième branches de deux ponts adjacents, un logement de rétention d'une bille, chaque branche présentant une hauteur mesurée entre le talon et une extrémité libre de ladite branche, la hauteur des premières branches étant strictement supérieure à la hauteur des deuxièmes branches. 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 cage de rétention selon le premier aspect. Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé d'assemblage d'un tel palier à roulement prévoyant de disposer un amas de billes dans le chemin de roulement puis de monter la cage de rétention dans ledit chemin de roulement en lui imprimant un mouvement orbital pour mettre lesdites billes successivement en appui sur les première et deuxième branche d'un pont afin de déplacer circonférentiellement chaque bille dans une position d'introduction dans un logement de rétention par déplacement axial de 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 représentation en perspective d'une cage de rétention selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 montre schématiquement le déplacement de deux billes adjacentes par rapport à la cage de la figure 1 lors de la mise en oeuvre d'un procédé d'assemblage selon l'invention. En relation avec la figure 1, on décrit ci-dessous une cage de rétention des billes B dans un palier à roulement comprenant un organe intérieur et un organe extérieur montés en rotation relative au moyen d'une rangée de billes B disposée dans un chemin de roulement formé entre lesdits organes. La cage de rétention comprend un talon annulaire 1 depuis lequel s'étendent des ponts 2 pour former des logements 3 entre les ponts 2 adjacents, chaque bille B de la rangée étant retenue dans un desdits logements. 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. Les ponts 2 comprennent chacun une première 2a et une deuxième 2b branche qui présentent chacune une paroi externe 4 sphérique sur laquelle la bille B retenue dans le logement 3 vient en contact glissant afin de favoriser la rotation de ladite bille sur elle-même lors de la rotation du palier. En outre, chaque logement 3 de rétention peut présenter une paroi sphérique 5 formée sur le talon 1 afin de disposer la bille B en contact glissant également sur ladite paroi. Dans le mode de réalisation représenté, les branches 2a, 2b sont réparties circonférentiellement sur le talon 1 en s'étendent essentiellement axialement tout en étant légèrement inclinées vers l'intérieur dudit talon. En particulier, chaque branche 2a, 2b présente un pied 6 d'association au talon 1 et, à l'opposé dudit pied, une extrémité libre 7, les branches 2a, 2b étant venues de matière avec le talon 1. Le logement 3 présente un fond comprenant la paroi sphérique 5 du talon 1 et deux côtés comprenant respectivement la paroi sphérique 4 d'une branche 2a, 2b. Le logement 3 présente également une ouverture 8 qui est formée entre les extrémités libres 7 des première 2a et deuxième 2b branches de deux ponts 2 adjacents, ladite ouverture permettant l'introduction de la bille B dans le logement 3. Chaque branche 2a, 2b présente une hauteur mesurée entre le talon 1 et son extrémité libre 7, la hauteur Ha des premières branches 2a étant strictement supérieure à la hauteur Hb des deuxièmes branches 2b. Cette caractéristique permet de simplifier le montage de la cage dans le chemin de roulement en disposant chacune des billes B dans respectivement un logement 3 sans nécessité d'outil spécifique pour égaliser préalablement les billes B dans le chemin de roulement. En effet, en relation avec la figure 2, l'assemblage du palier peut être réalisé en disposant un amas de billes B dans le chemin de roulement, lesdites billes n'étant notamment pas égalisées au moyen d'un outil spécifique. Ensuite, la cage est montée dans le chemin de roulement en lui imprimant un mouvement orbital pour mettre les billes B successivement en appui sur les première 2a et deuxième 2b branches d'un pont 2. En particulier, la cage peut être montée dans le chemin de roulement en appliquant une pression axiale P successivement sur la circonférence du talon 1, à l'opposé des ponts 2, pour imprimer le mouvement orbital à ladite cage. La différence de hauteur Ha, Hb entre les première 2a et deuxième 2b branches implique un déplacement circonférentiel des billes B depuis la première 2a vers la deuxième 2b branche sans possibilité de retour, lesdites billes étant alors déplacées dans une position d'introduction dans un logement 3 de rétention par déplacement axial de la cage. La figure 2 représente une bille B1 qui est en position d'introduction I en regard axial de l'ouverture 8 du logement 3 dans lequel ladite bille est introduite (position II) par déplacement axial de ladite cage. La bille B2 représentée est adjacente dans l'amas à la bille B1 dans le sens du mouvement orbital, la figure 2 illustrant le déplacement de la bille B2 sous l'effet dudit mouvement orbital depuis la première 2a (position I) vers la deuxième 2b (position II) branche pour être en position d'introduction III dans le logement 3 adjacent à celui de la bille B1. En particulier, la bille B2 en position d'introduction III vient en appui sur la première branche 2a du pont 2 adjacent, la hauteur supérieure Ha de ladite première branche par rapport à celle Hb de la deuxième branche 2b sécurisant l'arrêt de la bille B dans ladite position avant déplacement axial de la cage de rétention. En outre, la figure 2 illustre que la disposition de la bille B1 en position d'introduction pousse la bille B2 sur l'extrémité libre 7 de la première branche 2a, la bille B2 descendant ensuite sur l'extrémité libre 7 de la deuxième branche 2b de façon irréversible en passant successivement et continument de la portée d'appui 9 de la ladite première branche à la portée d'appui 9 de ladite deuxième branche. De façon avantageuse, les extrémités libres 7 présentent une portée d'appui 9, la hauteur Ha, Hb d'une branche 2a, 2b étant mesurée entre le talon 1 et sa portée d'appui 9. Les portées d'appui 9 s'étendent circonférentiellement à l'opposé des logements 3 de rétention afin que les billes B soient mises en appui sur lesdites portées lors du mouvement orbital. En particulier, les portées d'appui 9 s'étendent sensiblement radialement afin d'accompagner le transfert d'appui de la bille B depuis la première 2a vers la deuxième 2b branche. Dans le mode de réalisation représenté, les première 2a et deuxième 2b branche sont séparées par un espace de battement 10 qui est agencé pour permettre un déplacement relatif desdites première et deuxième branche. En particulier, cet espace 10 permet, lors de l'appui d'une bille B sur les extrémités libres 7, de déformer l'ouverture 8 pour permettre l'introduction de ladite bille dans le logement 3, le retour élastique des branches 2a, 2b assurant la rétention de la bille B dans ledit logement. De façon avantageuse, l'espace de battement 10 s'étend au moins entre les extrémités libres 7 des branches 2a, 2b du pont 2, notamment depuis le talon 1 jusqu'aux extrémités libres 7. Dans le mode de réalisation représenté, les portées d'appui 9 des première 2a et deuxième 2b branches d'un pont 2 sont séparées par un jeu circonférentiel 11 dans lequel l'espace de battement 10 s'étend. Plus précisément, chaque portée d'appui 9 comprend une extension interne qui est saillante de la branche 2a, 2b pour être disposée axialement en regard de l'espace de battement 10, le jeu 11 étant formé entre les bords internes 9a desdites extensions. En outre, les extensions internes présentent un bord externe 9b sur lequel un chanfrein est formé afin de faciliter l'introduction de la bille B dans le logement 3. Ainsi, la bille B en appui sur la portée 9 de la première branche 2a passe au dessus du jeu 11 pour venir en appui sur la portée 9 de la deuxième branche 2a, la différence de hauteur Ha, Hb des branches 2a, 2b combinée à la présence d'un jeu 11 de dimension bien inférieure au diamètre de la bille B permettant de sécuriser le déplacement des billes B uniquement dans le sens du mouvement orbital. En particulier, la hauteur du bord interne 9a de la première branche 2a est supérieure à la hauteur du bord interne 9a de la deuxième branche 2b, la hauteur du bord externe 9b de la première branche 2a étant également supérieure à la hauteur du bord externe 9b de la deuxième branche 2b. En outre, l'élasticité des bords internes 9a est agencée pour favoriser la progression de la bille B dans le sens du mouvement orbital, notamment entre les portées 9 et depuis la portée 9 de la deuxième branche 2b vers le logement 3 adjacent. Toujours pour fiabiliser l'introduction successive une à une des billes B dans chacun des logements 3 lors du mouvement orbital de la cage, au moins une portée d'appui 9 des première 2a et deuxième 2b branche peut être inclinée axialement. En particulier, l'inclinaison peut permettre de faciliter le passage de la bille B entre les portées d'appui 9 de la première 2a vers la deuxième 2b branche et/ou d'empêcher le passage de la bille B dans l'autre sens. Selon une réalisation, les portées d'appui 9 des première 2a et deuxième 2b branches sont inclinées dans le même sens, vers le talon 1 ou à l'opposé dudit talon. Selon une autre réalisation, les portées d'appui 9 des première 2a et deuxième 2b branches sont inclinées dans un sens différent, vers le talon 1 et à l'opposé dudit talon. Dans ces réalisations, on prévoit que le minimum de la hauteur Ha de la première branche 2a reste supérieur au maximum de la hauteur Hb de la deuxième branche 2b afin de sécuriser le déplacement des billes B uniquement dans le sens du mouvement orbital. REVENDICATIONS1. Cage de rétention des billes (B) dans un palier à roulement, ladite cage comprenant un talon annulaire (1) depuis lequel s'étendent des ponts (2) comprenant chacun une première (2a) et une deuxième (2b) branche, lesdites branches présentant une paroi externe sphérique (4) sur laquelle une bille (B) est destinée à venir en contact glissant de sorte à définir, entre les première (2a) et deuxième (2b) branches de deux ponts (2) adjacents, un logement (3) de rétention d'une bille (B), ladite cage étant caractérisée en ce que chaque branche (2a, 2b) présente une hauteur (Ha, Hb) mesurée entre le talon (1) et une extrémité libre (7) de ladite branche, la hauteur (Ha) des premières branches (2a) étant strictement supérieure à la hauteur (Hb) des deuxièmes branches (2b). 2. Cage de rétention selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque logement (3) de rétention présente une paroi sphérique (5) formée sur le talon (1) et une ouverture (8) formée entre les extrémités libres (7) des première (2a) et deuxième (2b) branches de deux ponts (2) adjacents. 3. Cage de rétention selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les première (2a) et deuxième (2b) branches sont séparées par un espace de battement (10) qui est agencé pour permettre un déplacement relatif desdites première et deuxième branches. 4. Cage de rétention selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'espace de battement (10) s'étend au moins entre les extrémités libres (7) des branches (2a, 2b) d'un pont (2). 30 5. Cage de rétention selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'espace de battement (10) s'étend depuis le talon (1) jusqu'aux extrémités libres (7) des branches (2a, 2b) d'un pont (2). 25 6. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les extrémités libres (7) présentent une portée d'appui (9) qui s'étend circonférentiellement à l'opposé des logements (3) de rétention. 7. Cage de rétention selon la revendication 6 lorsqu'elle dépend de la revendication 4, caractérisée en ce que les portées d'appui (9) des première (2a) et deuxième (2b) branche d'un pont (2) sont séparées par un jeu circonférentiel (11) dans lequel l'espace de battement (10) s'étend. 8. Cage de rétention selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'au moins une portée d'appui (9) des première (2a) et deuxième (2b) branches est inclinée axialement. 9. Cage de rétention selon la revendication 8, caractérisée en ce que les portées d'appui (9) des première (2a) et deuxième (2b) branches sont inclinées dans le même sens, vers le talon (1) ou à l'opposé dudit talon. 10. Cage de rétention selon la revendication 8, caractérisée en ce que les portées d'appui (9) des première (2a) et deuxième (2b) branches sont inclinées dans un sens différent, vers le talon (1) et à l'opposé dudit talon. 11. 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 (B) est disposée afin de permettre la rotation relative desdits organes, chaque bille (B) de ladite rangée étant retenue dans un logement (3) d'une cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Procédé d'assemblage d'un palier à roulement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il prévoit de disposer un amas de billes (B) dans le chemin de roulement puis de monter la cage de rétention dans ledit chemin de roulement en lui imprimant un mouvement orbital pour mettre lesdites billes successivement en appui sur les première (2a) et deuxième (2b) branche d'un pont (2) afin de déplacer circonférentiellement chaque bille (B) dans uneposition d'introduction dans un logement (3) de rétention par déplacement axial de ladite cage. 13. Procédé d'assemblage selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une pression axiale est appliquée successivement sur la circonférence du talon (1) pour imprimer le mouvement orbital à la cage de rétention.