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La présente invention est relative à des cages moulées pour roulements à rouleaux et à billes et plus spécialement à des ca- ges moulées en une matière plastique, telle que le nylon.
Le but de l'invention est la fabrication aisée et économique d'une cage moulée dans un moule, sans utiliser de noyaux amovibles distincts dans ce moule, ce qui en simplifie la construction et facilite la fabrication de la cage.
D'autres buts sont la simplification du procédé de moulage et une construction améliorée et simplifiée du moule.
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Suivant l'invention, une cage de roulement à rouleaux ou à billes comporte' des, barreaux de liaison et des couronnes avec des logements entre les- barreaux constitués partiellement par des parties faisant saillie vers; l'intérieur, disposées- sur un élément extérieur du moule et partiellement par des parties du noyau com- plémentaires faisant saillie vers l'extérieur, disposées sur un élément intérieur du moule, le diamètre intérieur de la partie annulaire formant le corps dune couronne d'extrémité étant égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire formant le corps de l'autre couronne d'extrémité.
L'invention concerne également une cage moulée de roulement à rouleaux ou à billes comportant des couronnes d'extrémité, dont la partie annulaire du corps de l'une d'elles a un diamètre inté- rieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annu- , laire du corps de l'autre, ces couronnes étant reliées par des barreaux constituant les logements des rouleaux ou des billes et la cage ayant été moulée dans un moule dans lequel les parties intérieures radiales des logements sont constituées par des par- ties radiales du noyau disposées sur un élément intérieur du mou- le;
les parties radiales orientées vers l'extérieur et complémen- taires des logements sont réalisées au moyen de parties radiales du noyau complémentaire coopérantes, disposées sur leur élément extérieur du moule, le joint ou séparation se trouvant respecti- vement entre les parties du noyau disposées sur les éléments intérieur et extérieur du moule, s'étendant dans une direction généralement axiale, et étant disposé de telle sorte, par rapport à la couronne d'extrémité la plus grande de la cage moulée, que l.es deux éléments du moule peuvent être séparés et que l'élément intérieur du moule avec ses parties du noyau peuvent être sortis de cette couronne d'extrémité par un mouvement axial relatif.
L'invention a également pour ob'jet une cage moulée pour un roulement à rouleaux ou à billes, dans un moule comportant deux éléments coopérasse sans noyaux mobiles, la cage comprenant deux couronnes d'extremité par un certain nombre de barreaux
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et dont les proportions sont telles que le diamètre intérieur de la partie annulaire du corps de la grande couronne soit sen- siblement égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de la petite couronne, les surfaces des bar- reaux de liaison, qui sont constituées par un élément du moule, étant contenues dans un cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de la grande couronne et les surfaces des barreaux de liaison qui sont constituées par L'autre élément du moule,
étant situées à l'extérieur d'un cercle dont le diamè- tre est sensiblement égal au diamètre extérieur de la petite couronne.
L'invention a encore pour objet un procédé de moulage d'une cage de roulement à rouleaux ou à billes, comportant des cou- ronnes d'extrémité reliées par des barreaux transversaux, pour constituer des logements pour les rouleaux ou les billes ; leprocédé consistant à disposer mutuellement des éléments du mou- le coaxiaux, séparables, ayant une forme telle qu'ils constituent , en coopérant, les couronnes d'extrémité de la cage, l'une d'elles comportant une partie annulaire du corps d'un diamètre intérieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, et deux de ces éléments du moule comprenant respectivement des parties complémentaires de noyau formant logement et s'étendant radialement, celles d'un élément du moule entrant en contact avec l'autre élément du moule,
le long de surfaces de contact ou de joint qui s'étendent dans une direction généralement axiale; l'injection de matière plastique dans la chambre de coulée du moule formé par les éléments du .moule et la séparation de ceux-ci suivant l'axe pour permettre de sortir la cage moulée.
L'invention a en outre pour objet un moule pour le moulage d'une cage de roulement à rouleaux ou à billes comportant des couronnes d'extrémité reliées par des barreaux de jonction, et
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dans lesquelles le diamètre intérieur de la partie annulaire du corps d'une couronne est égal ou supérieur au diamètre exté rieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, le moule comprenant des éléments intérieur et extérieur separables axialement, comportant respectivement des parties extérieure et intérieure, du noyau,radiales, complémentaires, coopérantes,
pour constituer les logements entre les barreaux de la cage et le joint ou séparation entre ces parties du noyau coopérantes s'étendant dans une direction généralement axiale et étant dis- posé de telle sorte que les deux éléments du moule peuvent être séparés par un mouvement axial relatif.
L'invention va être maintenant décrite en se référant au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est'une vue en coupe d'une partie d'un roule- ment à rouleaux coniques comprenant une cage moulée conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale d'une partie de la cage.
La figure 3 est une vue en perspective d'une partie de la cage.
La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 2.
La figure 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne VI-VI de la figure 2.
La figure 7 est une vue en coupe longitudinale du moule dans lequel la cage est moulée, le moule étant représenté fermé et rempli de matière plastique pour la fabrication de la cage.
La figure 8 est une vue en coupe similaire, mais le moule étant ouvert et la cage moulée étant en cours d'enlèvement.
La figure 9 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne IX-IX, de la figure 7.
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La figure 10 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne X-X de la figure 7.
La figure 11 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne XI-XI de la figure 7.
La figure 12 est une vue en coupe d'une partie d'un rou- lement à rouleaux cylindriques comportant une cage moulée sui- vant l'invention.
La figure 13 est une vue en coupe de la cage' seulement faite suivant la ligne XIII-XIII de la figure 12.
La figure 14 est une vue en coupe de la cage seulement faite suivant la ligne XIV-XIV-de la figure 12.
La figure 15 est une vue en coupe de la cage seulement faite suivant la ligne XV-XV de la figure 12.
La figure 16 est une vue en perspective d'une partie de la cage du roulement à rouleaux cylindriques.
La figure 17 est une vue en coupe du moule dans lequel la cage est moulée.
La figure 18 est une vue en coupe d'une partie du roule- ment à billes comportant une cage moulée suivant l'invention.
La figure 19 est une vue en coupe de la cage seulement, -faite suivant la ligne XIX-XIX de la figure 18.
La figure 20 est une vue en coupe de la cage faite sui- vant la ligne XX-XX de la figure 18.
La figure 21 est une vue en coupe de la cage faite sui- vant la ligne XXI-XXI de la figure 18. @ ' @
La figure 22 est une vue en perspective de la cage du roulement à billes.
La figure 23 est une vue en coupe du moule dans lequel la cage est moulée.
La figure 24 est une vue en coupe d'une forme modifiée du moule (avec la cage moulée à l'intérieur) qui est avantageuse- ment utilisée pour le moulage d'une cage de roulement à rou- leaux coniques d'une forme conique à pente raide par rapport
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à l'axe de roulement.
La figure 25 est une vue en coupe d'un barreau de la cage fabriqué dans le moule de la figure 24 faite suivant la ligne XXV-XXV de la figure 24.
Si l'on se reporte aux figures 1 à 11 relatives à une réa- lisation d'une cage pour un roulement à rouleaux coniques, la cage est fabriquée en nylon moulé d'après le procédé décrit ci- dessous. La cage comprend deux couronnes d'extrémité 1 et 2 re- liées par des barreaux de liaison 3 coulés d'une seule pièce avec la cage formant entre eux les logements 4 pour les rouleaux coniques 5 (figure 1). La couronne d'extrémité 2 a un diamètre plus grand que l'autre couronne d'extrémité 1, le diamètre inté- rieur de sa partie annulaire. du corps étant plus grand que le diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, ou bien il peut être tout au moins égal à ce diamètre extérieur.
Les barreaux de liaison 3 comportent des faces laté- rales courbées radialement (fig.6) pour former des sièges re- courbés se conformant à la courbure circonférentielle des rou- leaux 6 conçus pour reposer sur ces rouleaux. Ces barreaux 3 sont coniques, en plan, sur la plus grande partie de leur lon- gueur, leurs côtés divergeant suivant un angle faible depuis la petite couronne d'extrémité '- vers la grande couronne d'extrémi- té 2 et les côtés des logements 4 peuvent également diverger lé- gèrement dans le même sens.
Les surfaces radiales vers l'inté- rieur des barreaux s'arrêtent au ras du diamètre intérieur de la petite couronne d'extrémité i, mais elles sont adjacentes à la grande couronne d'extrémité 2, en faisant saillie radiale- ment vers l'intérieur de cette couronne et elles peuvent, comme représenté, se prolonger entièrement dans la périphérie inté- rieure de la couronne 2, ou encore elles peuvent se prolonger seulement en partie.
Afin de faciliter la sortie de la cage hors du moule, les
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parties des barreaux 3 prolongées radialement vers l'extérieur, adjacentes à la grande couronne d'extrémité 2, sont évidées de chaque coté pour constituer des âmes ou nervures centrales é- troites, à cotés parallèles 6, ayant des épaulements ou rebords plats 7, sur les cotés opposés de ces âmes ou nervures, les- quels s'étendent parallèlement à l'axe de la cage et sensible- ment de niveau avec la périphérie interne de la grande couronne d'extrémité 2.
Le moule dans lequel la cage de nylon est moulée est re- présenté dans les figares 7 à 11 et il se compose de deuxélé ments principaux intérieur et extérieur 8 et 9 et d'un élément d'extraction 10 monté à coulissement sur 'l' élément intérieur et, ou, sur des goujons 11 supportés par ce dernier et coopérant avec l'élément extérieur 9 pour constituer la grande couronne d'extrémité 2 de la cage. L'élément extérieur du moule 9 con- siste en un corps circulaire dont une face comporte un évidement conique 12 ayant une forme et des dimensions correspondantes (compte tenu du retrait) à celles de la cage à fabriquer, la surface conique épousant le contour extérieur conique général de la cage.
Autour de cette surface conique et près de l'ouver- ture d'extrémité de l'évidement 12, une série de saillies du noyau 13 disposées sur la circonférence, ayant en élévation la- térale une forme plate triangulaire ou en coin, s'avancent ra- dialement vers l'intérieur pour former les parties extérieures des logements de la cage adjacents à la grande couronne d'extré- mité 2.
Ces saillies du noyau comportent des faces orientées radialement vers l'intérieur, qui sont parallèles et concen- triques à l'axe du moule, et qui rencontrent la surface coni- que de 1'élément du moule en des points intermédiaires sur la largeur de celui-ci (comme représenté) ou adjacents à son ex- trémité int.érieure, suivant que le diamètre intérieur 'de la grande couronne d'extrémité doit être plus grand ou égal au
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diamètre extérieur de la petite couronne d'extrémité.
Les saillies du noyau 13 sont séparées par des fentes 14 qui forme- ront les âmes ou nervures étroites centrales 6 sur les barreaux de la cage, adjacents à la grande couronne d'extrémité, comme précédemment décrit, les épaulements plats ou rebords 7 qui se trouvent sur les cotés de ces âmes ou nervures étant réalisés par les parties latérales des saillies du noyau. Les extrémités externes se trouvant les plus au fond de ces saillies du noyau 13 s'arrêtent avant l'extrémité ouverte de la cavité conique 12, en ménageant un espace annulaire libre 15 pour la formation, dans cet espace, de la partie principale de la grande couronne de la cage.
L'élément intérieur du moule 8 se compose d'un corps cir- culaire comportant, sur une face, une partie centrale formant emboitement 16 qui est cylindrique en 17, au voisinage de la partie principale du corps 8, mais qui présente un prolongement conique dont la surface 18 est parallèle, mais espacée, par rapport à la surface intérieure conique de la cavité 12 de l'é- lément extérieur du moule 9, lorsque le moule est assemblé. Ce prolongement conique de l'élément-interne du moule comporte, sur sa circonférence, une série de saillies du noyau 19 venues d'une seule pièce avec lui, s'étendant radialement vers l'exté- rieur et séparées par des fentes 20 (figs 9 à 11) pour consti- tuer les parties principales des barreaux de liaison 3 de la cage.
Ces saillies du noyau 19, qui ont une largeur correspon- dant à celle des logements 4 à constituer dans la cage,, s'appa- rient et coopèrent avec les saillies du noyau 13 avec l'élément extérieur du moule 9 pour constituer les noyaux complets pour constituer les logements. Ces saillies du noyau 19 présentent dans leurs parties intérieures d'extrémité, des bords supé- rieurs 21 (figs 7 et 8) qui sont parallèles à l'axe du moule de niveau et dans le prolongement de la partie intérieure
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cylindrique 17 de l'élément du moule et qui se terminent à leurs extrémités intérieures en des points contigus des extré- mités intérieures des saillies du noyau 13, sur l'élément exté-.
rieur 9 de sorte que le joint ou la séparation entre les deux jeux de saillies des noyaux s'étendent dans une direction axiale.
Les saillies du noyau. 19 de l'élément intérieur s'étendent axia- lement vers l'extérieur des bords plats supérieurs 21, sous la forme de parties inclinées avec des bords supérieurs qui entrent en contact et qui s'apparient avec la surface conique de la ca- vité 12 de l'élément extérieur du moule, comme représenté dans la figure 7, mais ces saillies s'étendent le long de la surface du prolongement conique 18, à une faible distance des extrémi- tés de cette surface et de la surface conique 12 de l'élément extérieur 9, en ménageant ainsi un espace annulaire 22 (fig.7), pour y mouler la petite couronne d'extrémité 1 de la cage.
L'extrémité extérieure du prolongement conique de l'emboi- tement 16 de l'élément intérieur du moule, et la face d'extrémi- té opposée de la cavité 12 de l'élément extérieur 9, sont creu- sées pour ménager entre elles une cavité circulaire 23 (fig.7) qui communique avec l'espace annulaire, de coulée 22 pour la pe- tite couronne d'extrémité de la cage, au moyen de passages ou de fenêtres radiales restreints 24, disposés entre des surfaces opposées des éléments du moule ; cette cavité 23 est en coin-muni- cation avec les passages axiaux centraux 25 et 26 pratiqués res- pectivement dans les éléments intérieur et extérieur du moule.
La couronne d'extraction 10 (ou de démoulage) servant à sortir la cage moulée de l'élément intérieur du moule est mon- .tée à coulissement sur la partie d'extrémité intérieure cylin- drique 17 'de l'emboitement 16 de cet élément. La partie inté- rieure de cette couronne ferme la chambre de coulée annulaire
15 de la grande couronne d'extrémité, puisque sa périphérie in- térieure, se trouvant dans le prolongement du joint prévu entre
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les parties du noyau et la face extérieure adjacente à cette chambre de 'coulée, est creusée ou mise convenablement à la forme en 27 pour coopérer avec les éléments intérieur et extérieur du moule, afin de définir la chambre de coulée pour la grande cou- ronne d'extrémité.
Les deux éléments principaux du moule 8, 9 sont correcte- ment disposés l'un par rapport à l'autre par tout dispositif approprié, tel que par des goujons 11 qui servent également au montage et au guidage de l'élément extracteur 10, et ces élé- ments du moule 8,9 sont convenablement serrés en.semble., par exemple au moyen de boulons 28 ou par les plateaux d'une machine à mouler pour injection avec la couronne d'extraction 10 inter- calée entre eux, alors que l'on procède au moulage.
Le moulage de la cage s'effectue par toute opération de moulage par injection appropriée, la matière plastique étant introduite dans la chambre de coulée par les passages axiaux centraux 25, la cavité circulaire 23 et les passages ou fené- tres radiales 24, de façon à remplir les cavités annulaires 15,,- 22 et les espaces situés entre les parties respectives du noyau 13, 19, comme représenté dans la figure 7, dans laquelle les couronnes d'extrémité formées de la cage sont indiquées par 1 et 2.
Après le moulage on sépare les éléments extérieur et in- térieur du moule par un mouvement axial relatif, comme indiqué dans la figure 8, les saillies du noyau 19 de l'élément inté- rieur 8 quittant les.saillies du noyau 13 de l'élément extérieur 9 par un mouvement de glissement axial. Pendant la séparation, l'élément intérieur du moule 8 est sorti de l'élément extérieur . 9 avec la cage moulée qui est retenue sur l'élément intérieur grâce à un bossage ou extracteur de coulée 29, conique ou dé- talonné, qui est formé au centre de l'âme 30, moulée dans la cavité d'extrémité 23 du moule, par un élargissement détalonné conique 31 pratiqué dans le passage central 26 de l'élément
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intérieur du moule.
Pendant la dernière partie du mouvement axial de l'élément intérieur du moule 8, la couronne d'extrac- tion 10 et une tige d'éjecteur de coulée 32 située dans le pas- sage central 26 sont obligées de se déplacer axialement vers l'extérieur en direction de l'élément extérieur du moule déjà séparé, en extrayant'ainsi la cage moulée de l'élément du mou- le 9. Pendant cette opération,. la tige de l'éjecteur 32 chasse l'extracteur de coulée conique 29 hors de l'élargissement déta- lonné conique 31 ménagé dans le passage.
Après séparation de la cage et du moule, on enlève l'âme centrale ou disque coulissant 30 quia été coulé dans la cavité d'extrémité du moule'pour dégager la cage achevée.
Le montage de la cage en nylon dans le roulement peut s'effectuer par garnissage de la cage avec les rouleaux 5 et en chassant en position l'élément intérieur du chemin de roule- ment 32 (fig.1), l'élasticité de la cage l'ouvrant suffisamment pour que les rouleaux franchissent le rebord habituel 33 dispo- sé sur la petite extrémité de l'élément de chemin de roulement intérieur, la fixation résultante de la cage et des rouleaux sur le chemin de roulement étant nettement positive.
Dans l'application, suivant l'invention, à une cage pour un roulement à rouleaux cylindriques, comme représenté dans les figs 12 à 17, la forme du moule (fig.17) est essentiellement la même que pour la fabrication d'un roulement à rouleaux coniques déjà décrite, mais l'évidement 12', pratiqué dans l'extrémité de l'élément intérieur du moule 9', et le prolongement de l'em- boitement 16' de l'élément intérieur du moule 8', sont de forme cylindrique au lieu d'être coniques et les parties du noyau 13',
19' des éléments respectifs sont de forme parallèle et rectangu- laire en coupe dans le sens axial.
Les parties du noyau 19' de l'élément intérieur s'apparient et coopèrent avec les parties du noyau correspondantes 13' de l'élément extérieur, pour former
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un joint ou séparation 34 s'étendant parallèlement à l'axe du moule et dans le prolongement de la partie intérieure cylindri- que 17' du prolongemént de l'emboîtement 16', sur lequel est moulée la couronne d'extraction 10'.
Les parties du noyau 13' de l'élément extérieur du moule 9' s'étendent jusqu'à l'extrémi- té intérieure de la cavité du moule 12', mais les parties du noyau 19' de l'élément intérieur s'arrêtent un peu avant cette extrémité intérieure pour ménager un espace annulaire 22', dans lequel on coule la seule couronne d'extrémité 1' de la cage et qui communique, par le passage radial restreint 24', avec la cavité d'extrémité circulaire 23' et le passage central axial (non représenté), correspondant au passage 25 des figures 7 et 8.
Les parties du noyau 13' de l'élément extérieur s'arrêtent un peu avant de l'extrémité extérieure de la cavité du moule 12', pour ménager un espace annulaire 15' dans lequel on moule l'au- tre couronne d'extrémité 2' de la cage.
En utilisant un moule comme décrit précédemment on fabri- que une cage pour roulement à rouleaux cylindriques comportant la couronne d'extrémité 2' ayant un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur de l'autre couronne d'extrémité 1', avec les saillies radiales vers l'intérieur 35, sur la grande couronne d'extrémité, qui sont constituées par les extrémités des bar- reaux 3', et avec des saillies radiales vers l'extérieur 36 sur la petite couronne d'extrémité, constituées également par les extrémités des barreaux 3' de la cage. Ceux-ci s'étendent pa- rallèlement à l'axe de la cage, coulés d'une seule pièce avec les couronnes d'extrémités 1' et 2'.
Dans le cas d'une cage pour roulement à billes, comme re- présenté dans les figures 18à 23, le moule. sera construit sen- siblement comme pour la cage de roulement à rouleaux cylindri- ques, sauf que les parties du noyau des éléments intérieur et extérieur auront leurs extrémités formées de façon à ménager des logements comportant des surfaces retenant les billes et
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ayant la forme d'une partie de bille sphérique.
Ainsi qu'on l'a représenté dans la figure 23, l'élément extérieur du moule
9" comporte à l'intérieur des parties du noyau espacées 13", .dont les surfaces d'extrémité extérieure sont en partie sphé- riques et coopèrent avec les parties du noyau. 19" de l'élément intérieur 8" et avec la couronne d'extraction 10" pour réaliser la couronne d'extrémité de grand diamètre 2" de la cage, tandis que les extrémités extérieures des parties intérieures du noyau
19" sont de forme partiellement sphérique, pour coopérer avec les parties extérieures du noyau 13" et avec l'extrémité inté- . rieure de la cavité 12" de l'organe extérieur 9", pour mouler la petite couronne d'extrémité 1" dont le diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur de la grande couronne 2".
Les bar- reaux de liaison 3" de la cage sont constitués entre les par- ties espacées du noyau des éléments du moule, et ils se prolon- gent de façon à former des parties faisant saillie vers l'in- térieur 37 sur la grande couronne et des parties faisant sail- lie vers l'extérieur 38 sur la petite couronne.
Dans le cas où la cage d'un roulement à rouleaux coniques est fortement inclinée sur l'axe du roulement, le moule peut être légèrement modifié, avec avantage, comme représenté dans la figure 24, la disposition étant similaire à celle de la fi- gure 7, sauf le joint ou dépouille 21'" entre les parties du noyau 13"'de l'élément extérieur 9"'et les parties du noyau 19"' de l'élément intérieur 8"' qui est conique ou incliné sur l'axe, les faces de contact de ces parties du noyau des éléments res- pectifs du moule étant inclinées de façon à s'apparier.
Les es- 'paces compris entre les parties du noyau adjacentes 19"'de l' é- lément intérieur peuvent contenir, sur leurs bases, des parties du noyau en forme de V pour constituer des rainures triangulai- res 39 dans les bords des barreaux de la cage 3"', qui sont re- présentés dirigés vers l'axe du roulement dans la figure 25.
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The present invention relates to molded cages for roller and ball bearings and more especially to cages molded from a plastic material, such as nylon.
The object of the invention is the easy and economical manufacture of a cage molded in a mold, without using separate removable cores in this mold, which simplifies its construction and facilitates the manufacture of the cage.
Other objects are the simplification of the molding process and an improved and simplified construction of the mold.
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According to the invention, a roller or ball bearing cage comprises', connecting bars and rings with housings between the bars formed partially by parts projecting towards; the interior, disposed on an outer element of the mold and partially by complementary parts of the core projecting outwardly, disposed on an inner element of the mold, the inner diameter of the annular part forming the body of a crown of 'end being equal to or greater than the outer diameter of the annular part forming the body of the other end crown.
The invention also relates to a molded roller or ball bearing cage comprising end rings, of which the annular part of the body of one of them has an inside diameter equal to or greater than the outside diameter of the part. annulus of the body of the other, these rings being connected by bars constituting the housings of the rollers or balls and the cage having been molded in a mold in which the radial inner parts of the housings are formed by parts radials of the core arranged on an internal element of the mold;
the radial parts oriented towards the outside and complementary to the housings are produced by means of radial parts of the complementary co-operating core, arranged on their outer element of the mold, the seal or separation being respectively between the parts of the core arranged on the interior and exterior elements of the mold, extending in a generally axial direction, and being arranged so, with respect to the larger end crown of the molded cage, that the two elements of the mold can be separated and that the internal element of the mold with its parts of the core can be taken out of this end ring by a relative axial movement.
The invention also relates to a molded cage for a roller or ball bearing, in a mold comprising two elements cooperating without moving cores, the cage comprising two end rings by a number of bars.
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and the proportions of which are such that the internal diameter of the annular part of the body of the large crown is substantially equal to or greater than the outside diameter of the annular part of the body of the small crown, the surfaces of the connecting bars, which are formed by an element of the mold, being contained in a circle whose diameter is substantially equal to the internal diameter of the large ring and the surfaces of the connecting bars which are formed by the other element of the mold,
being located outside a circle the diameter of which is substantially equal to the outside diameter of the small crown.
Another subject of the invention is a method of molding a roller or ball bearing cage, comprising end rings connected by transverse bars, to constitute housings for the rollers or the balls; the method consisting in mutually arranging the coaxial, separable elements of the mold having a shape such that they constitute, by cooperating, the end rings of the cage, one of them comprising an annular part of the body of the cage. an inside diameter equal to or greater than the outside diameter of the annular part of the body of the other ring, and two of these mold elements comprising respectively complementary core parts forming a housing and extending radially, those of an element of the mold coming into contact with the other part of the mold,
along mating or seal surfaces which extend in a generally axial direction; the injection of plastic material into the casting chamber of the mold formed by the elements of the mold and the separation of the latter along the axis to allow the molded cage to be released.
A further subject of the invention is a mold for molding a roller or ball bearing cage comprising end rings connected by connecting bars, and
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in which the internal diameter of the annular part of the body of one crown is equal to or greater than the outside diameter of the annular part of the body of the other crown, the mold comprising inner and outer elements which can be separated axially, respectively comprising parts outer and inner, of the core, radial, complementary, cooperating,
to constitute the housings between the bars of the cage and the seal or separation between these cooperating core parts extending in a generally axial direction and being arranged so that the two mold elements can be separated by an axial movement relative.
The invention will now be described with reference to the appended drawing in which:
Figure 1 is a sectional view of part of a taper roller bearing comprising a molded cage according to the invention.
Figure 2 is a side elevational view of part of the cage.
Figure 3 is a perspective view of part of the cage.
Figure 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of Figure 2.
Figure 5 is a sectional view taken along the line V-V of Figure 2.
Figure 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of Figure 2.
FIG. 7 is a view in longitudinal section of the mold in which the cage is molded, the mold being shown closed and filled with plastic material for the manufacture of the cage.
Figure 8 is a similar sectional view, but with the mold open and the molded cage being removed.
Figure 9 is a sectional view of the mold taken along the line IX-IX of Figure 7.
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Figure 10 is a sectional view of the mold taken along the line X-X of Figure 7.
Figure 11 is a sectional view of the mold taken along the line XI-XI of Figure 7.
Figure 12 is a sectional view of part of a cylindrical roller bearing having a molded cage according to the invention.
Figure 13 is a sectional view of the cage only taken along the line XIII-XIII of Figure 12.
Figure 14 is a sectional view of the cage only taken along the line XIV-XIV-of Figure 12.
Figure 15 is a sectional view of the cage only taken along the line XV-XV of Figure 12.
Figure 16 is a perspective view of part of the cage of the cylindrical roller bearing.
Figure 17 is a sectional view of the mold in which the cage is molded.
Figure 18 is a sectional view of part of the ball bearing comprising a molded cage according to the invention.
Figure 19 is a sectional view of the cage only, taken along the line XIX-XIX of Figure 18.
Figure 20 is a sectional view of the cage taken along the line XX-XX of Figure 18.
Figure 21 is a sectional view of the cage taken along line XXI-XXI of Figure 18. @ '@
Figure 22 is a perspective view of the ball bearing cage.
Figure 23 is a sectional view of the mold in which the cage is molded.
Figure 24 is a sectional view of a modified form of the mold (with the cage molded therein) which is advantageously used for molding a taper roller bearing cage of a conical shape. steep in relation to
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to the bearing axis.
Figure 25 is a sectional view of a bar of the cage made in the mold of Figure 24 taken along the line XXV-XXV of Figure 24.
Referring to Figures 1 to 11 relating to an embodiment of a cage for a tapered roller bearing, the cage is made of nylon molded by the process described below. The cage comprises two end rings 1 and 2 connected by connecting bars 3 cast in one piece with the cage forming between them the housings 4 for the tapered rollers 5 (FIG. 1). The end ring 2 has a larger diameter than the other end ring 1, the internal diameter of its annular part. the body being larger than the outside diameter of the annular part of the body of the other ring, or else it may be at least equal to this outside diameter.
The connecting bars 3 have radially curved side faces (FIG. 6) to form curved seats conforming to the circumferential curvature of the rollers 6 designed to rest on these rollers. These bars 3 are conical, in plan, over the greater part of their length, their sides diverging at a small angle from the small end crown '- towards the large end crown 2 and the sides of the ends. housings 4 can also diverge slightly in the same direction.
The inward radial surfaces of the bars stop flush with the inside diameter of the small end crown i, but are adjacent to the large end crown 2, projecting radially towards the end. interior of this crown and they can, as shown, extend entirely into the interior periphery of the crown 2, or they can extend only partially.
In order to facilitate the exit of the cage from the mold, the
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parts of the bars 3 extended radially outwards, adjacent to the large end ring 2, are hollowed out on each side to form narrow webs or central ribs, with parallel sides 6, having flat shoulders or edges 7, on the opposite sides of these webs or ribs, which extend parallel to the axis of the cage and substantially level with the internal periphery of the large end crown 2.
The mold in which the nylon cage is molded is shown in Figures 7 to 11 and it consists of two main inner and outer elements 8 and 9 and an extraction element 10 slidably mounted on the. inner element and, or, on studs 11 supported by the latter and cooperating with the outer element 9 to form the large end ring 2 of the cage. The outer element of the mold 9 consists of a circular body, one face of which comprises a conical recess 12 having a shape and dimensions corresponding (taking into account the shrinkage) to those of the cage to be manufactured, the conical surface following the outer contour. conical general of the cage.
Around this conical surface and near the end opening of the recess 12, a series of circumferentially disposed core protrusions 13 having in side elevation a flat triangular or wedge shape, s' advance radically inward to form the outer parts of the housing of the cage adjacent to the large end ring 2.
These core projections have radially inward facing faces which are parallel and concentrated to the axis of the mold, and which meet the conical surface of the mold member at intermediate points across the width of the mold. the latter (as shown) or adjacent to its inner end, depending on whether the inner diameter of the large end ring should be greater than or equal to
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outer diameter of the small end crown.
The projections of the core 13 are separated by slits 14 which will form the central webs or narrow ribs 6 on the bars of the cage, adjacent to the large end crown, as previously described, the flat shoulders or flanges 7 which overlap. found on the sides of these cores or ribs being produced by the side parts of the projections of the core. The innermost outer ends of these projections of the core 13 stop before the open end of the conical cavity 12, leaving a free annular space 15 for the formation, in this space, of the main part of the large crown of the cage.
The interior element of the mold 8 consists of a circular body comprising, on one face, a central part forming a socket 16 which is cylindrical at 17, in the vicinity of the main part of the body 8, but which has a conical extension. the surface 18 of which is parallel, but spaced apart, with respect to the conical interior surface of the cavity 12 of the exterior element of the mold 9, when the mold is assembled. This conical extension of the internal element of the mold comprises, on its circumference, a series of projections of the core 19 which come integrally with it, extending radially outwards and separated by slots 20 ( figs 9 to 11) to constitute the main parts of the connecting bars 3 of the cage.
These projections of the core 19, which have a width corresponding to that of the housings 4 to be formed in the cage, match and cooperate with the projections of the core 13 with the outer element of the mold 9 to constitute the cores. complete to constitute the accommodation. These projections of the core 19 have in their inner end parts, upper edges 21 (figs 7 and 8) which are parallel to the axis of the level mold and in the extension of the inner part.
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cylindrical 17 of the mold element and which terminate at their inner ends at points contiguous with the inner ends of the projections of the core 13, on the outer element.
laughing 9 so that the joint or separation between the two sets of projections of the cores extend in an axial direction.
The protrusions of the nucleus. 19 of the inner member extend axially outward from the upper flat edges 21, in the form of inclined portions with upper edges which contact and mat with the conical surface of the cavity. 12 of the outer part of the mold, as shown in FIG. 7, but these projections extend along the surface of the conical extension 18, at a small distance from the ends of this surface and from the conical surface 12 of the mold. the outer element 9, thus leaving an annular space 22 (fig.7), for molding therein the small end crown 1 of the cage.
The outer end of the conical extension of the socket 16 of the inner element of the mold, and the opposite end face of the cavity 12 of the outer element 9, are hollowed out to accommodate them. a circular cavity 23 (fig. 7) which communicates with the annular space, casting 22 for the small end crown of the cage, by means of passages or restricted radial windows 24, arranged between opposite surfaces of the elements of the mold; this cavity 23 is wedge-mounted with the central axial passages 25 and 26 made respectively in the interior and exterior elements of the mold.
The extraction (or demolding) crown 10 serving to remove the molded cage from the interior element of the mold is slidably mounted on the cylindrical interior end portion 17 'of the socket 16 of this. element. The inner part of this crown closes the annular casting chamber
15 of the large end ring, since its inner periphery, being in the extension of the joint provided between
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the parts of the core and the outer face adjacent to this casting chamber, is hollowed out or suitably shaped at 27 to cooperate with the inner and outer members of the mold, in order to define the casting chamber for the large crown end.
The two main elements of the mold 8, 9 are correctly positioned relative to each other by any suitable device, such as by studs 11 which also serve for mounting and guiding the extractor element 10, and these mold elements 8,9 are suitably clamped together, for example by means of bolts 28 or by the plates of an injection molding machine with the extraction ring 10 interposed between them, then that one proceeds to the molding.
The molding of the cage is effected by any suitable injection molding operation, the plastic material being introduced into the casting chamber through the central axial passages 25, the circular cavity 23 and the radial passages or windows 24, in such a manner. in filling the annular cavities 15 ,, - 22 and the spaces between the respective parts of the core 13, 19, as shown in Figure 7, in which the formed end rings of the cage are indicated by 1 and 2.
After molding the outer and inner mold elements are separated by a relative axial movement, as shown in figure 8, the projections of the core 19 of the inner element 8 leaving the projections of the core 13 of the mold. outer element 9 by an axial sliding movement. During separation, the inner part of the mold 8 came out of the outer part. 9 with the molded cage which is retained on the inner element by means of a boss or casting extractor 29, conical or stepped, which is formed in the center of the core 30, molded in the end cavity 23 of the mold , by a conical bead-cut widening 31 made in the central passage 26 of the element
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inside the mold.
During the last part of the axial movement of the inner mold member 8, the extraction ring 10 and a casting ejector rod 32 located in the central passage 26 are forced to move axially towards the end. outside in the direction of the outer mold element already separated, thus extracting the molded cage from the mold element 9. During this operation ,. the rod of the ejector 32 drives the conical casting extractor 29 out of the tapered detachable widening 31 formed in the passage.
After separation of the cage and the mold, the central core or sliding disc 30 which has been cast in the end cavity of the mold is removed to disengage the completed cage.
The nylon cage can be fitted in the bearing by lining the cage with the rollers 5 and by driving the internal element of the bearing race 32 (fig. 1) into position (fig. 1), the elasticity of the bearing. cage opening it sufficiently so that the rollers pass the usual rim 33 provided on the small end of the inner raceway member, the resulting attachment of the cage and rollers to the raceway being clearly positive.
In the application, according to the invention, to a cage for a cylindrical roller bearing, as shown in figs 12 to 17, the shape of the mold (fig. 17) is essentially the same as for the manufacture of a bearing with tapered rollers already described, but the recess 12 ', made in the end of the internal element of the mold 9', and the extension of the socket 16 'of the internal element of the mold 8', are cylindrical instead of conical and the parts of the core 13 ',
19 'of the respective elements are parallel and rectangular in cross section in the axial direction.
The core parts 19 'of the inner element mate and cooperate with the corresponding core parts 13' of the outer element, to form
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a seal or separation 34 extending parallel to the axis of the mold and in the extension of the cylindrical inner part 17 'of the extension of the socket 16', on which the extraction ring 10 'is molded.
The core parts 13 'of the outer mold member 9' extend to the inner end of the mold cavity 12 ', but the core 19' parts of the inner member stop. a little before this inner end to provide an annular space 22 ', in which the single end ring 1' of the cage is cast and which communicates, via the restricted radial passage 24 ', with the circular end cavity 23' and the axial central passage (not shown), corresponding to the passage 25 of Figures 7 and 8.
The parts of the core 13 'of the outer element stop a little before the outer end of the mold cavity 12', to provide an annular space 15 'in which the other end crown is molded. 2 'from the cage.
Using a mold as described above, a cage for a cylindrical roller bearing is made having the end ring 2 'having an inside diameter equal to the outside diameter of the other end ring 1', with the radial projections facing outwards. inside 35, on the large end ring, which are formed by the ends of the bars 3 ', and with radial outward projections 36 on the small end ring, also formed by the ends of the bars. bars 3 'of the cage. These extend parallel to the axis of the cage, cast in one piece with the end rings 1 'and 2'.
In the case of a cage for ball bearings, as shown in Figures 18 to 23, the mold. shall be constructed substantially as for the cylindrical roller bearing cage, except that the core parts of the inner and outer elements will have their ends formed so as to provide housings having surfaces retaining the balls and
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having the shape of a part of a spherical ball.
As shown in Figure 23, the outer element of the mold
9 "has internally spaced parts of the core 13", the outer end surfaces of which are partly spherical and co-operate with the parts of the core. 19 "of the inner element 8" and with the extraction ring 10 "to achieve the large diameter 2" end ring of the cage, while the outer ends of the inner parts of the core
19 "are partially spherical in shape, to cooperate with the outer parts of the core 13" and with the inner end. higher of the cavity 12 "of the outer member 9", to mold the small end ring 1 "whose outer diameter is equal to the inner diameter of the large ring 2".
The 3 "tie bars of the cage are formed between the spaced parts of the core of the mold elements, and they extend so as to form inwardly projecting portions 37 on the large. crown and outwardly projecting portions 38 on the small crown.
In the case where the cage of a tapered roller bearing is strongly inclined on the axis of the bearing, the mold can be slightly modified, with advantage, as shown in figure 24, the arrangement being similar to that of the fi gure 7, except the joint or undercut 21 '"between the parts of the core 13"' of the outer element 9 "'and the parts of the core 19"' of the inner element 8 "'which is conical or inclined on the 'axis, the contact faces of these parts of the core of the respective elements of the mold being inclined so as to match.
The spaces between the adjacent core portions 19 "'of the inner member may contain, on their bases, V-shaped core portions to form triangular grooves 39 in the edges of the bars. of the cage 3 "', which are shown directed towards the axis of the bearing in figure 25.