Brevet FR3155873A1 — publié le 20250530

[Cage pour palier à roulement] La cage 18 pour palier à roulement est destinée à assurer l’espacement circonférentiel d’au moins une rangée de billes et comprend une pluralité d’alvéoles 24 pour les billes de ladite rangée. La cage comprend un talon 20 annulaire et des portions de séparation 22 s’étendant à partir du talon et délimitant entre elles lesdites alvéoles. La cage comprend en outre au moins un anneau de renfort 25 qui est noyé au moins en partie à l’intérieur du talon 20 et qui s’étend, à l’intérieur de ladite cage, uniquement dans le talon. Référence : Figure 4 Cage pour palier à roulement Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des cages pour palier à roulement destinée à assurer l’espacement circonférentiel d’au moins une rangée de billes, et notamment les cages destinées à des applications à vitesses de rotation élevées. Etat de la technique antérieure Classiquement, une cage comprend un talon annulaire et des portions de séparation s’étendant à partir du talon et délimitant entre elles des alvéoles pour le logement des billes. Les portions de séparations sont généralement pourvues de griffes pour délimiter les alvéoles et pour assurer la retenue de la cage sur les billes. Pour plus de détail sur la conception d’une telle cage, on pourra par exemple se référer au brevet FR-B1-2 911 934. Pour des questions de coût et de poids, ce type de cage est généralement réalisée en matière synthétique. Dans des applications à vitesses de rotation élevées ou à températures élevées, il peut se produire des déformations de la cage qui entrainent des contacts avec les bagues du palier et/ou un agrandissement de la taille des alvéoles, ce qui peut conduire à une désolidarisation des billes de la cage. Pour remédier à ces inconvénients, une solution consiste à augmenter l’épaisseur du talon de la cage. Cependant, ceci peut être incompatible avec les spécifications des cahiers des charge de certaines applications. Une autre solution consiste à réduire à la dimension radiale des portions de séparation de la cage de sorte que ces portions soient moins sensibles aux effets centrifuge. Néanmoins, ceci peut aboutir à une perte des billes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L’invention concerne une cage pour palier à roulement destinée à assurer l’espacement circonférentiel d’au moins une rangée de billes et comprenant une pluralité d’alvéoles pour les billes de ladite rangée. La cage comprend un talon annulaire et des portions de séparation s’étendant à partir du talon et délimitant entre elles lesdites alvéoles. Selon une caractéristique générale, la cage comprend en outre au moins un anneau de renfort qui est noyé au moins en partie à l’intérieur du talon et qui s’étend, à l’intérieur de ladite cage, entièrement dans le talon. L’anneau de renfort permet d’augmenter la résistance mécanique de la cage. L'anneau de renfort ne raidit la cage que lorsque celle-ci se déforme. L’anneau de renfort permet de limiter les déformations de la cage dans des applications de la cage à vitesses de rotation élevées ou à températures élevées. En rigidifiant la cage, l'anneau de renfort permet également une meilleure réactivité lors des accélérations importantes. De préférence, le talon est pourvu d’une première face frontale et d’une deuxième face frontale opposée à partir de laquelle s’étendent les portions de séparation. Les première et deuxième faces frontales délimitent axialement l’épaisseur axiale du talon. Ledit anneau de renfort est entièrement localisé, à l’intérieur de ladite cage, entre les première et deuxième faces frontales. Dans un mode de réalisation, la cage comprend une pluralité d’évidements espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Chaque évidement peut s’étendre dans l’épaisseur d’une des portions de séparation et être ouvert radialement du côté intérieur. Les évidements peuvent s’étendre à partir de la première face frontale du talon. Les évidements peuvent être utilisés pour assurer le centrage de l’anneau de renfort dans le moule de fabrication associé. Les évidements permettent aussi d’obtenir une épaisseur sensiblement constante de la cage. Ledit anneau de renfort peut affleurer avec le fond de chaque évidement. Alternativement, ledit anneau de renfort peut rester radialement à distance du fond de chaque évidement. Dans un mode de réalisation, l’anneau de renfort est ouvert en un point de sa circonférence. L’anneau de renfort est ainsi pourvu de première et deuxième extrémités opposées, délimitant l’anneau dans le sens circonférentiel et qui sont espacées l’une de l’autre. L’ouverture peut être située circonférentiellement dans la zone d’une des portions de séparation. Alternativement, l’ouverture peut être située circonférentiellement entre deux portions de séparation successives. Alternativement, les première et deuxième extrémités de l’anneau pourraient venir en appui l’une contre l’autre. Dans une autre variante, l’anneau de renfort pourrait être annulaire, i.e. continu dans le sens circonférentiel. Ledit anneau de renfort peut présenter en section droite un profil carré, ou rectangulaire ou circulaire. De préférence, le talon et les portions de séparation de la cage sont réalisés en une seule pièce par moulage d’au moins une matière synthétique. Ledit anneau de renfort peut présenter, sur sa surface extérieure, des éléments en creux, par exemple des rainures et/ou stries, pour l’accrochage du talon sur celui-ci. L’invention concerne aussi un palier comprenant une bague intérieure, une bague extérieure, au moins une rangée de billes disposée entre lesdites bagues et une cage telle que définie précédemment. Brève description des figures La présente invention sera mieux comprise à l’étude de la description détaillée de mode de réalisation, pris à titre d’exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue partielle en perspective d’un palier à roulement selon un exemple de réalisation de l’invention, FIG. 2 est une vue en perspective de la cage du palier de la FIG. 1 , FIG. 3 est une vue de face de la cage de la FIG. 2 , FIG. 4 est une vue en coupe selon l’axe IV-IV de la FIG. 3 , et FIG. 5 FIG. 6 FIG. 7 FIG. 8 sont des vues en coupe de cage pour paliers à roulement selon d’autres exemples de réalisation de l’invention. Description détaillée de l’invention Comme on peut le voir sur la FIG. 1 , le palier à roulement 10 comprend une bague extérieure 12, une bague intérieure 14, une pluralité de billes 16 disposées radialement entre les bagues et une cage 18 de maintien de l’espacement circonférentiel régulier des billes. Les bagues extérieure 12 et intérieure 14 sont ici massives. On entend par « bague massive », une bague dont la forme est obtenue par usinage avec enlèvement de copeaux (tournage, rectification) à partir de tubes, de barres, d’ébauches forgées et/ou roulées. Comme illustré plus visiblement sur les figures 2 et 3, la cage 18 comprend une portion axiale ou talon 20 annulaire prévu pour être disposé axialement d’un côté des billes, et des doigts ou portions de séparation 22 s’étendant axialement à partir du talon 20 et espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Les portions de séparation 22 délimitent entre elles des alvéoles 24 dans lesquelles disposées les billes. Chaque alvéole 24 est délimitée dans le sens circonférentiel par deux portions de séparation 22 successives. Chaque alvéole 24 est ouverte radialement vers l’intérieur et vers l’extérieur et également ouverte axialement du côté opposé au talon 20. Les portions de séparation 22 et les alvéoles 24 sont ici respectivement identiques entre elles. Le talon 20 et les portions de séparation 22 de la cage sont avantageusement réalisés en une seule pièce par moulage d’une matière synthétique, telle que par exemple du polyamide, notamment du PA 66 ou du PA 46, ou encore un polyétheréthercétone (PEEK). Comme sera décrit plus en détail par la suite, la cage 18, d’axe 18a, comprend également un anneau de renfort 25 noyé en partie à l’intérieur du talon 20. L’anneau de renfort 25 peut être réalisé en matériau métallique, par exemple en acier, ou en aluminium, ou un alliage, ou peut encore être réalisé en matière synthétique rigide. En se référant maintenant à la FIG. 4 , le talon 20 de la cage est pourvu d’une première face frontale 20a et d’une deuxième face frontale 20b opposée délimitant l’épaisseur axiale dudit talon. Les faces frontales 20a, 20b s’étendant ici radialement. Les portions de séparation 22 de la cage s’étendent axialement à partir de la face frontale 20b du talon du côté opposé à la face frontale 20a. Les portions de séparation 22 se présentent sous la forme de pions en saillie axiale par rapport au talon 20. Chaque portion de séparation 22 est délimitée radialement par une surface intérieure alignée sur l’alésage du talon 20. Chaque portion de séparation 22 présente, de chaque côté dans le sens circonférentiel, une paroi sphérique se raccordant à la paroi sphérique de la portion de séparation 22 adjacente pour former l’alvéole 24 associée. Chaque portion de séparation 22 comprend deux griffes 26 s’étendant axialement à l’opposé du talon 20 et s’étendant circonférentiellement dans des directions opposées. Les griffes 26 de chaque portion de séparation 22 prolongent chacune axialement et circonférentiellement une des parois sphériques de ladite portion de séparation. Pour une alvéole 24 donnée, les parois sphériques et les griffes 26 des portions de séparation 22 tendent à envelopper la bille associée. Chaque griffe 26 s’étend en direction de la griffe 26 de la portion de séparation 22 adjacente pour délimiter l’alvéole 24 associée. Les extrémités libres des deux griffes 26 adjacentes de deux portions de séparation 22 adjacentes sont espacées d’une distance inférieure au diamètre de la bille associée. Les griffes 26 sont capables d’assurer la retenue axiale de la cage 18 par encliquetage sur la bille disposée dans l’alvéole 24 associée. La cage 18 est retenue axialement sur les billes par les griffes 26. Les griffes 26 de chaque portion de séparation 22 sont séparées dans le sens circonférentiel par un évidement 28 de sorte qu’elles présentent chacune une épaisseur circonférentielle relativement faible et une certaine souplesse permettant l’encliquetage de la cage 18 sur les éléments roulants. La cage 18 comprenant également une pluralité d’évidements 30 espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, ici de manière régulière. Chaque évidement 30 s’étend dans l’épaisseur radiale d’une des portions de séparation 22 et est ouvert radialement du côté intérieur. Chaque évidement 30 s’étend radialement à partir de la surface intérieure de la portion de séparation 22 associée. Chaque évidement 30 s’étend axialement à partir de la face frontale 20a du talon jusqu’à la portion de séparation 22 associée en restant axialement à distance de l’évidement 28. Chaque évidement 30 présente une forme générale rectangulaire. Comme indiqué précédemment, la cage 18 comprend également l’anneau de renfort 25 noyé en partie à l’intérieur du talon 20. L’anneau de renfort 25 est coaxial à l’axe 18a de la cage. A l’intérieur de la cage 18, l’anneau de renfort 25 s’étend uniquement dans le talon 20. Autrement dit, à l’intérieur de la cage 18, l’anneau de renfort 25 ne s’étend pas à l’intérieur des portions de séparation 22. A l’intérieur de la cage 18, l’anneau de renfort 25 est entièrement localisé entre les faces frontales 20a, 20b du talon en considérant le sens axial. Comme cela est notamment visible à la FIG. 2 , l’anneau de renfort 25 est ouvert ici en un point de sa circonférence. L’anneau de renfort 25 est pourvu de première et deuxième extrémités opposées et délimitant l’anneau dans le sens circonférentiel. L’ouverture de l’anneau de renfort 25 est située circonférentiellement dans la zone d’une des portions de séparation 22. L’ouverture de l’anneau de renfort 25 est ainsi située dans le prolongement axial de cette portion de séparation 22. En se référant de nouveau à la FIG. 4 , l’anneau de renfort 25 est pourvu d’une première face frontale 25a et d’une deuxième face frontale 25b opposée délimitant l’épaisseur axiale dudit anneau. Les faces frontales 25a, 25b s’étendant ici radialement. Dans l’exemple de réalisation illustré, l’anneau de renfort 25 affleure avec la face frontale 20a du talon. La face frontale 25a de l’anneau de renfort affleure avec cette face frontale 20a. Le reste de l’anneau de renfort 25 est noyé à l’intérieur du talon 20. Alternativement, il est possible de prévoir d’autres dispositions de l’anneau de renfort 25 à l’intérieur du talon 20 de la cage. Par exemple, la face frontale 25a de l’anneau de renfort pourrait être noyée à l’intérieur du talon 20 et l’alésage dudit anneau pourrait affleurer avec le fond de chaque évidement 30. Une autre disposition possible est illustrée à la FIG. 5 qui diffère du premier exemple illustré uniquement en ce que l’anneau de renfort 25 est situé au centre du talon 20 de la cage en considérant le sens radial. Encore une autre disposition possible est illustrée à la FIG. 6 qui diffère du premier exemple illustré uniquement en ce que la surface extérieure de l’anneau de renfort 25 affleure avec la surface extérieure du talon 20 de la cage. Dans l’exemple de réalisation illustré à la FIG. 7 , l’anneau de renfort 25 affleure avec le fond de chaque l’alvéole 24. Plus précisément, la face frontale 25b de l’anneau de renfort affleure avec le fond de chaque l’alvéole 24. Dans les exemples de réalisation illustrés précédemment, l’anneau de renfort 25 présente en section droite un profil carré. En variante, l’anneau de renfort 25 peut présenter d’autres profils, par exemple un profil triangulaire, rectangulaire ou encore circulaire comme illustré à la FIG. 8 . Dans les exemples de réalisation décrits précédemment, l’anneau de renfort 25 est noyé seulement en partie à l’intérieur du talon 20. Ceci facilite le positionnement et le maintien de l’anneau de renfort 25 à l’intérieur du moule de fabrication associé avant surmoulage de la matière synthétique du talon 20 et des portions de séparation 22. En variante, il reste toutefois possible de prévoir que l’anneau de renfort 25 soit entièrement noyé à l’intérieur du talon 20. Dans les exemples de réalisation illustrés, un unique anneau de renfort 25 est noyé à l’intérieur du talon 20. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir plusieurs anneaux de renfort noyés à l’intérieur du talon 20. Dans les exemples de réalisation illustrés, l’anneau de renfort 25 se présente sous la forme d’un anneau plat. En variante, l’anneau de renfort pourrait comprendre des ondulations dans le sens radial et/ou dans le sens axial. Dans une autre variante, l’anneau de renfort pourrait se présenter sous la forme d’un enroulement de spires. Cage (18) pour palier à roulement destinée à assurer l’espacement circonférentiel d’au moins une rangée de billes et comprenant une pluralité d’alvéoles (24) pour les billes de ladite rangée, la cage comprenant un talon (20) annulaire , et des portions de séparation (22) s’étendant à partir du talon et délimitant entre elles lesdites alvéoles, et en outre au moins un anneau de renfort (25) qui est noyé en partie à l’intérieur du talon (20) et qui s’étend, à l’intérieur de ladite cage, uniquement dans le talon, la cage comprenant une pluralité d’évidements (30) espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, chaque évidement (30) s’étendant dans l’épaisseur d’une des portions de séparation (22) et étant ouvert radialement du côté intérieur, caractérisée en ce que ledit anneau de renfort (25) affleure avec le fond de chaque évidement (30). Cage selon la revendication 1, dans laquelle le talon (20) est pourvu d’une première face frontale (20a) et d’une deuxième face frontale (20b) opposée à partir de laquelle s’étendent les portions de séparation (22), les première et deuxième faces frontales (20a, 20b) délimitant axialement l’épaisseur axiale du talon, et ledit anneau de renfort (25) étant entièrement localisé, à l’intérieur de ladite cage, entre les première et deuxième faces frontales (20a, 20b). Cage selon la revendication 2, dans laquelle ledit anneau de renfort (25) affleure avec la première face frontale (20a) du talon. Cage la revendication 2 ou 3, dans laquelle les évidements (30) s’étendent à partir de la première face frontale (20a) du talon. Cage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit anneau de renfort (25) est réalisé en matière métallique. Cage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit anneau de renfort (25) est ouvert en un point de sa circonférence, l’ouverture étant située circonférentiellement dans la zone d’une des portions de séparation (22). Cage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit anneau de renfort (25) présente en section droite un profil carré, ou rectangulaire ou circulaire. Palier à roulement comprenant une bague intérieure (12), une bague extérieure (14), au moins une rangée de billes (16) disposée entre lesdites bagues et une cage (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes.