Brevet FR3136023A1 — publié le 20231201

L’invention concerne une cage (1) de roulement s’étendant autour d’un axe, comportant au moins une première partie (2) annulaire et une seconde partie (3) annulaire fixées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’au moins un organe de fixation, lesdites parties délimitant des ouvertures (5a) destinées au passage d’éléments roulants et des pontets (5) s’étendant axialement entre les ouvertures (5a), caractérisé en ce que la première partie (2) annulaire comporte au moins une zone d’interface au niveau de l’un des pontets (5), ladite zone d’interface comportant une zone (9) en saillie axialement, ladite zone en saillie (9) comportant au moins une surface d’appui (11) formant un angle par rapport au plan axial (PA), ladite zone en saillie (9) étant engagée dans une zone en creux (10) d’une zone d’interface de la seconde partie (3) annulaire, ladite surface d’appui (11) étant apte à venir en appui sur une surface d’appui complémentaire (12) de la zone en creux (10). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Cage de roulement Domaine de la divulgation L’invention concerne une cage de roulement destiné à équiper un roulement pour une turbomachine, par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef. Etat de la technique Le document DE 37 09 673 divulgue une cage de roulement comportant deux parties annulaires, qui peuvent être sectorisées ou non, et fixées l’une à l’autre. Lesdites parties délimitent des ouvertures, des pontets s’étendant axialement entre les ouvertures. La zone d’interface entre les deux parties est un plan radial. En particulier, chaque partie comporte des zones d’interfaces formées au niveau des pontets, chaque zone d’interface étant formée par un plan radial d’appui, destiné à venir sur le plan radial d’appui de la partie opposé de la cage. Il est connu de fixer deux parties de ce type à l’aide de rivets, qui subissent alors des contraintes mécaniques de cisaillement et de flexion en fonctionnement. De telles contraintes répétées génèrent une dégradation prématurée des rivets, due à un phénomène de fatigue, qui peut conduire à des ruptures de certains rivets. Exposé de la divulgation Le présent document vise à remédier à cet inconvénient, de façon simple, fiable et peu onéreuse. A cet effet, le présent document propose une cage de roulement s’étendant autour d’un axe, comportant au moins une première partie annulaire et une seconde partie annulaire fixées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’au moins un organe de fixation, lesdites parties délimitant des ouvertures destinées au passage d’éléments roulants et des pontets s’étendant axialement entre les ouvertures, caractérisé en ce que la première partie annulaire comporte au moins une zone d’interface au niveau de l’un des pontets, ladite zone d’interface comportant une zone en saillie axialement, ladite zone en saillie comportant au moins une surface d’appui formant un angle par rapport au plan axial, ladite zone en saillie étant engagée dans une zone en creux d’une zone d’interface de la seconde partie annulaire, ladite surface d’appui étant apte à venir en appui sur une surface d’appui complémentaire de la zone en creux. On définit par plan axial le plan s’étendant selon l’axe de la cage et dans la direction radiale, perpendiculaire à l’axe de la cage. Les efforts exercés tangentiellement ou circonférentiellement entre les deux parties, ou le couple exercé autour de l’axe de la cage, transite ainsi d’une partie annulaire de la cage à l’autre partie au travers des surfaces d’appui, et non pas au travers de l’organe de fixation. On évite ainsi le phénomène de cisaillement de l’organe de fixation, engendrant une dégradation ou une rupture prématurée de celui-ci issue du phénomène de fatigue. La surface d’appui et la surface d’appui complémentaires peuvent être planes. Bien entendu ces surfaces peuvent également être courbes. Les première et seconde parties de la cage peuvent être réalisées en acier ou autre matière métallique, ou bien encore en plastique tel que le PEEK par exemple. L’angle de la surface d’appui par rapport au plan axial est non nul. De préférence cet angle α est compris entre 5 et 85°, par exemple de l’ordre de 15°. La surface d’appui et la surface d’appui complémentaire peuvent former chacune un angle par rapport à un plan radial. On définit par plan radial le plan perpendiculaire à l’axe de la cage. De cette manière, les efforts exercés radialement entre les deux parties transitent d’une partie annulaire de la cage à l’autre au travers des surfaces d’appui, et non pas au travers de l’organe de fixation. On limite encore ainsi le phénomène de cisaillement de l’organe de fixation, en évitant d’engendrer une dégradation ou une rupture prématurée de celui-ci. L’angle de la surface d’appui par rapport au plan axial peut ainsi être non nul. De préférence cet angle est compris entre 0 et 45°, par exemple de l’ordre de 10°. La cage de roulement peut comporter plusieurs pontets régulièrement répartis sur la circonférence, chaque pontet comportant une zone en saillie engagée dans une zone en creux correspondante. Les zones en saillie et les zones en creux peuvent être réparties de façon alternée entre la première partie et la seconde partie de la cage. Chaque partie de la cage peut ainsi comporter des zones en saillie et des zones en creux, destinées à coopérer respectivement avec des zones en creux et des zones en saillie opposées de l’autre partie de la cage. Bien entendu, l’une de partie peut comporter l’ensemble des zones en saillie et l’autre partie peut comporter l’ensemble des zones en creux. Chaque ouverture peut être délimitée, au moins en partie, par deux pontets. Chaque pontet peut être formé partiellement par la première partie et partiellement par la seconde partie de la cage. Chaque pontet peut présenter deux surfaces latérales ou extrémités circonférentielles délimitant les ouvertures, par exemple de forme courbe, et deux extrémités axiales de chaque pontet étant reliées chacune à une zone annulaire de la partie correspondante de la cage. L’organe de fixation peut être une vis ou un rivet s’étendant axialement dans la zone formant le pontet et traversant un orifice de la première partie et un orifice de la seconde partie. L’organe de fixation peut s’étendre axialement le long du pontet correspondant. Un jeu de montage est formé entre l’organe de fixation et l’orifice correspondant de la première partie et/ou entre l’organe de fixation et l’orifice correspondant de la seconde partie. Ainsi, l’organe de fixation peut présenter une forme cylindrique et présenter un diamètre inférieur au diamètre de l’orifice de la première partie et/ou inférieur au diamètre de l’orifice de la seconde partie. Le jeu précité est ainsi un jeu circonférentiel. De cette manière, on garantit que l’organe de fixation n’est pas soumis à des efforts de cisaillement. Ladite zone en saillie peut comporter au moins deux surfaces d’appui opposées l’une à l’autre et situées de part et d’autre d’un plan axial médian, chaque surface d’appui formant un angle par rapport au plan radial et/ou par rapport au plan axial médian, chaque surface d’appui étant apte à venir en appui sur une surface d’appui complémentaire de la zone en creux. Une telle caractéristique permet de faire transiter les efforts au travers des surfaces d’appui et des surfaces d’appui complémentaires, quelle que soit le sens et l’orientation de sollicitation d’une partie par rapport à l’autre. Une telle caractéristique permet également d’assurer un centrage ou un positionnement aisé d’une partie de la cage par rapport à l’autre, lors du montage de la cage. Chaque zone d’interface de l’une des parties de la cage peut comporter au moins une surface radiale apte à venir en appui sur une surface radiale opposée de la zone d’interface de l’autre partie de la cage. Chaque zone d’interface peut comporter deux surfaces radiales situées de part et d’autre de la zone en saillie ou de la zone en creux correspondante. Le présent document concerne également un roulement comportant une cage du type précité et des éléments roulants montés dans les ouvertures de la cage. Les éléments roulants peuvent être des billes. Le roulement peut comporter une bague interne et/ou une bague externe, formant des pistes de roulement pour les éléments roulants. La cage et les éléments roulants peuvent être montés radialement entre la bague interne et la bague externe L’invention concerne également une turbomachine comportant au moins un roulement du type précité. La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef. L’aéronef peut être un avion. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation apparaîtront dans la description détaillée suivante, se référant aux dessins annexés dans lesquels : est une vue en perspective d’une cage de roulement selon une forme de réalisation du présent document ; est une vue en coupe et en perspective d’une partie de la cage ; est une vue en perspective d’une zone de la première partie de la cage ; est une vue en perspective d’une zone de la seconde partie de la cage ; est une vue correspondant à la , illustrant une variante de réalisation ; est une vue correspondant à la , illustrant ladite variante ; Description détaillée de la divulgation Les figures 1 à 4 représentent une cage 1 pour roulement à billes selon une forme de réalisation de l’invention. La cage 1 comporte une première partie annulaire 2 et une seconde partie annulaire 3, s’étendant autour d’un axe X et fixées l’une à l’autre par des rivets 4 ( ) régulièrement répartis sur la circonférence. La cage 1 comporte des ouvertures 5a circulaires régulièrement réparties sur la circonférence, séparées les unes des autres par des pontets 5. Chaque partie 2, 3 comporte ainsi une zone annulaire 6 à partir de laquelle s’étend des zones 7 de pontets formant chacune une partie d’un pontet 5. Les ouvertures 5a sont destinées à loger des billes du roulement (non représentées). Les bords des ouvertures 5a sont définis par des surfaces en arc de cercle des zones annulaires 6 et par des surfaces latérales en arc de cercle des pontets 5. Chaque partie 2, 3 est réalisée en métal, par exemple en acier ou autre matière métallique, ou bien encore en plastique tel que le PEEK par exemple. Chaque zone de pontet 7 comporte une zone d’interface comportant deux surfaces radiales 8, situées de part et d’autre d’un plan axial médian PA, destinées à venir en regard de surfaces radiales 8 de la zone de pontet 7 opposée. Chaque zone d’interface de la première partie 2 et de la seconde partie 3 comporte une zone en saillie 9 ou une zone en creux 10, s’étendant axialement depuis le plan radial des surfaces 8 et située circonférentiellement entre lesdites surfaces 8, dans la direction du plan médian PA. Les zones en saillie 9 et en creux 10 sont situées de façon alternée le long de la circonférence des parties 2, 3, comme cela est visible à la . Chaque zone en saillie 9 de l’une des parties 2, 3 est engagée dans la zone en creux 10 correspondante de l’autre partie 3, 2. La zone en saillie 9 comporte en particulier deux surfaces d’appui 11 latérales opposées, situées de part et d’autre du plan axial médian PA. Chaque surface d’appui 11 est inclinée par rapport au plan radial PR et par rapport au plan axial médian PA. L’angle de chaque surface d’appui 11 par rapport au plan axial PA est compris entre 0 et 45°. Cet angle est par exemple de l’ordre de 10° dans la forme de réalisation illustrée aux figures 3 et 4 et de l’ordre de 0° dans la variante de réalisation illustrée aux figures 5 et 6. Les deux surfaces 11 sont inclinées de façon opposée de façon à se rapprocher l’une de l’autre radialement vers l’extérieur, c’est-à-dire radialement en s’écartant de l’axe X. Par ailleurs, l’angle de chaque surface d’appui 11 par rapport au plan radial PR est compris entre 5 et 85°. Cet angle est par exemple de l’ordre de 15° dans la forme de réalisation illustrée aux figures 3 et 4 et de l’ordre de 45° dans la variante de réalisation illustrée aux figures 5 et 6. Chaque zone en creux 10 comporte deux surfaces d’appui complémentaires 12, situées de part et d’autre du plan radial médian PA et de forme et d’orientation complémentaires aux surfaces d’appui 11. Chaque zone de pontet 7 est traversée radialement par un orifice 13, par exemple cylindrique, les rivets 4 étant montés dans lesdits orifices 13. Les rivets 4 traversent ainsi les orifices 13, les extrémités des rivets comportant des têtes ou zones élargies 14 en appui sur des surfaces radiales 15 des zones annulaires 6 des deux parties 2, 3, lesdites surfaces radiales 15 étant tournées du côté opposé aux surfaces radiales 8. Le diamètre des orifices 13 est supérieur au diamètre du rivet 4 de façon à former un jeu de montage entre les orifices 13 et les rivets 4 et éviter de contraindre mécaniquement en cisaillement ou en flexion les rivets 4, en fonctionnement. Chaque rivet 4 est ainsi soumis exclusivement ou quasiment exclusivement à des efforts de traction dirigé selon l’axe du rivet 4 concerné. Les efforts ou couple de cisaillement ou de flexion transitent d’une partie de la cage 1 à l’autre par l’intermédiaire des surfaces d’appui 11, 12 de la zone en saillie 9 et de la zone en creux 10. L’usinage des creux ou saillies peut être réalisé en alternance de manière à usiner des cages identiques en fabrication mais emboitable deux à deux. En d’autres termes, la première partie annulaire et la seconde partie annulaire peuvent être de structures identiques. L’usinage peut être réalisé avec une demi-cage exclusivement en creux et une demi-cage exclusivement en saillie. En d’autres termes, la première partie annulaire peut comporter uniquement des zones en saillie, la seconde partie annulaire comportant uniquement des zones en creux. L’agencement creux et saillie permet un auto centrage des demi-cages. Cage (1) de roulement s’étendant autour d’un axe, comportant au moins une première partie (2) annulaire et une seconde partie (3) annulaire fixées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’au moins un organe de fixation, lesdites parties délimitant des ouvertures (5a) destinées au passage d’éléments roulants et des pontets (5) s’étendant axialement entre les ouvertures (5a), caractérisé en ce que la première partie (2) annulaire comporte au moins une zone d’interface au niveau de l’un des pontets (5), ladite zone d’interface comportant une zone (9) en saillie axialement, ladite zone en saillie (9) comportant au moins une surface d’appui (11) formant un angle par rapport au plan axial (PA), ladite zone en saillie (9) étant engagée dans une zone en creux (10) d’une zone d’interface de la seconde partie (3) annulaire, ladite surface d’appui (11) étant apte à venir en appui sur une surface d’appui complémentaire (12) de la zone en creux (10). Cage (1) de roulement selon la revendication précédente, dans laquelle la surface d’appui (11) et la surface d’appui complémentaire (12) forment chacune un angle par rapport à un plan radial (PR). Cage (1) de roulement selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle l’organe de fixation est une vis ou un rivet (4) s’étendant axialement dans la zone formant le pontet (5) et traversant un orifice (13) de la première partie (2) et un orifice (13) de la seconde partie (3). Cage (1) de roulement selon la revendication précédente, dans laquelle un jeu de montage est formé entre l’organe de fixation (4) et l’orifice (13) correspondant de la première partie (2) et/ou entre l’organe de fixation (4) et l’orifice correspondant (13) de la seconde partie (3). Cage (1) de roulement selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle ladite zone en saillie (9) comporte au moins deux surfaces d’appui (11) opposées l’une à l’autre et situées de part et d’autre d’un plan axial médian (PA), chaque surface d’appui (11) formant un angle par rapport au plan axial médian (PA) et/ou par rapport au plan radial (PR), chaque surface d’appui (11) étant apte à venir en appui sur une surface d’appui complémentaire (12) de la zone en creux (10). Cage (1) de roulement selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque zone d’interface de l’une des parties (2, 3) de la cage (1) comporte au moins une surface radiale (8) apte à venir en appui sur une surface radiale (8) opposée de la zone d’interface de l’autre partie (3, 2) de la cage (1). Cage (1) de roulement selon la revendication précédente, dans laquelle chaque zone d’interface comporte deux surfaces radiales (8) situées de part et d’autre de la zone en saillie (9) ou de la zone en creux (10) correspondante. Cage (1) de roulement selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la première partie annulaire (2) et la seconde partie annulaire (3) sont de structures identiques. Cage (1) de roulement selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle la première partie annulaire (2) comporte uniquement des zones en saillie (9), la seconde partie annulaire (3) comportant uniquement des zones en creux (10). Roulement comportant une cage (1) selon l’une des revendications précédentes et des éléments roulants montés dans les ouvertures (5a) de la cage (1).