FR2632368A1

FR2632368A1 - BEARING CAGE WITH INTERNAL LOCK RIB

Info

Publication number: FR2632368A1
Application number: FR8907474A
Authority: FR
Inventors: Mitchell L Bussell
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1989-12-08
Also published as: KR900000609A; DE3917759A1; GB8912418D0; JPH0231021A; GB2220234A; BR8902595A

Abstract

Ce roulement comprend une bague intérieure 20 et un sous-ensemble cage-rouleaux 30. La cage 32 possède une nervure annulaire 22 qui se loge à ajustement libre dans une gorge annulaire 22 de la surface extérieure de la bague intérieure. La nervure 32 et la gorge 22 contribuent à maintenir l'ensemble de roulement assemblé tout en limitant le mouvement axial relatif entre la cage 32 et la bague intérieure 22. La cage présente en outre une fente axiale qui évite la corrosion par frottement et, en même temps, facilite le montage de la cage autour de la bague intérieure.This bearing comprises an inner ring 20 and a cage-roller sub-assembly 30. The cage 32 has an annular rib 22 which fits freely in an annular groove 22 of the outer surface of the inner ring. The rib 32 and the groove 22 help to maintain the assembled bearing assembly while limiting the relative axial movement between the cage 32 and the inner ring 22. The cage also has an axial slot which prevents corrosion by friction and, in at the same time, facilitates the mounting of the cage around the inner ring.

Description

L'invention se rapporte à des roulements qui utilisent un ensemble cage-The invention relates to bearings which use a cage assembly

rouleaux. Elle concerne plusrolls. It concerns more

particulièrement des moyens destinés à limiter le dépla- especially to limit the movement of

cement axial de la cage par rapport à une bague ou por- axial position of the cage with respect to a ring or

tée intérieure d'un roulement radial. L'invention est bien appropriée pour être utilisée dans les cas o un roulement subit de nombreuses manipulations pendant les inner tee of a radial bearing. The invention is well suited to be used in cases where a bearing undergoes many manipulations during

phases d'assemblage et d'expédition. assembly and shipping phases.

Les brevets de la technique antérieure décri- The prior art patents disclose

vent divers ensembles et sous-ensembles de roulements qui sont conçus pour contribuer à maintenir l'ensemble wind various sets and subassemblies of bearings that are designed to help maintain the overall

assemblé pendant les phases d'expédition et de manuten- assembled during the shipping and handling phases

tion ainsi que pendant le montage du roulement.- Certains as well as during the mounting of the bearing.

roulements utilisent des éléments de fixation pour main- bearings use fasteners for

tenir les éléments du roulement assemblés. Un exemple de ce type de la technique antérieure est décrit dans le hold the bearing elements together. An example of this type of the prior art is described in the

brevet des E.U.A n 2 969 266 qui a pour objet un roule- U.S. Patent No. 2,969,266 which relates to a roller bearing

ment à aiguilles ou a rouleaux ("Needle or Roller Bearing"), et qui a été délivré au nom de Georges Shaeffler le 24 Janvier 1961. Sur la figure 3, Shaeffler décrit une bague intérieure sur laquelle est positionnée une cage présentant une extrémité axiale prolongée. Des chevilles sont insérées dans cette extrémité prolongée "Needle or Roller Bearing", which was issued in the name of Georges Shaeffler on January 24, 1961. In Figure 3, Shaeffler describes an inner ring on which is positioned a cage having an axial end. extended. Ankles are inserted into this extended end

et passent à travers l'extrémité de la cage pour s'enga- and pass through the end of the cage to

ger dans une gorge de la surface extérieure de la bague intérieure. in a groove on the outer surface of the inner ring.

D'autres brevets de la technique antérieure dé- Other prior art patents disclose

crivent des roulements qui utilisent des liaisons d'as- write bearings that use

semblage entre une bague de retenue et la bague extérieu- appearance between a retaining ring and the outer ring

re. Un exemple de ce type de la technique antérieure est décrit dans le brevet des E.U.A n 3 057 045 qui a pour objet un procédé d'assemblage de roulements à rouleaux ("Method of Assembling Roller Bearings"), et qui a été re. An example of this type of prior art is disclosed in U.S. Patent No. 3,057,045 which relates to a method of assembling roller bearings ("Method of Assembling Roller Bearings"), and which has been

délivré au nom de Raymond G. Johnson le 9 octobre 1962. issued in the name of Raymond G. Johnson on October 9, 1962.

Johnson décrit un roulement dont la bague de retenue in- Johnson describes a bearing whose retaining ring

térieure comprend une collerette qui s'étend radialement wall includes a collar that extends radially

2 26323682 2632368

vers l'extérieur et qui s'engage dans une gorge formée outward and engages in a formed groove

dans la surface intérieure de la bague extérieure. in the inner surface of the outer ring.

crivent différents moyens capables de limiter le déplace- write different ways of limiting the movement

ment axial de l'ensemble de roulement et de ses divers axially of the bearing assembly and its various

composants. Un exemple de ce type de la technique anté- components. An example of this type of the prior art

rieure est décrit dans le brevet des E.U.A n 3 006 703 qui a pour objet des roulements & aiguilles ("Needle Bearings"), et qui a été délivré au nom d'Emile Bensch is described in U.S. Patent No. 3,006,703 which relates to Needle Bearings, which was issued in the name of Emile Bensch.

le 31 Octobre 1961. Sur la figure 1, Bensch décrit l'uti- October 31, 1961. In Figure 1, Bensch describes the use of

lisation d'une butée annulaire ou en forme de disque mon- an annular or disk-shaped stop

tée sur un arbre pour s'opposer au déplacement axial de on a tree to oppose the axial displacement of

la cage du roulement.the roll cage.

Certains problèmes qui se posent dans le cas de Some problems that arise in the case of

ces brevets de la technique antérieure comprennent la né- these prior art patents include the

cessité d'enlever les organes d'assemblages, tels que les chevilles individuelles, de l'ensemble de roulement cease to remove assembly members, such as individual dowels, from the bearing assembly

avant de pouvoir utiliser le roulement dans le fonction- before you can use the bearing in the function-

nement normal. =n outre, les moyens servant à maintenir normally. = n addition, the means used to maintain

l'ensemble de roulement assemblé ne constituent pas tou- the assembled bearing assembly do not always constitute

jours des moyens appropriés pour empêcher le déplacement axial du roulement sur l'arbre ni le déplacement axial des divers composants de l'ensemble du roulement les uns days appropriate means to prevent the axial displacement of the bearing on the shaft nor the axial displacement of the various components of the entire bearing one

par rapport aux autres. L'utilisation de composants sépa- compared to others. The use of separate components

rés pour assurer ces deux fonctions accroit le coût to- to ensure these two functions increases the total cost of

tal de l'ensemble de roulement.tal of the bearing assembly.

L'ensemble de roulement selon l'invention sur- The bearing assembly according to the invention is

monte ces problèmes en prévoyant une cage munie d'une nervure de verrouillage intérieure qui se verrouille avec la cage intérieure pour s'opposer au déplacement axial de la cage par rapport à la bague intérieure. La These problems are solved by providing a cage provided with an internal locking rib which is locked with the inner cage to oppose the axial displacement of the cage relative to the inner ring. The

bague intérieure forme un ajustement à serrage avec l'ar- inner ring forms a snug fit with

bre sur lequel elle est montée, pour interdire le dépla- on which it is mounted, to prohibit the movement

cement axial de tout l'ensemble de roulement. L'ensemble de roulement est bien approprié pour être utilisé dans axial cement of the entire bearing assembly. The bearing assembly is well suited for use in

des composants possédant un alésage dont le diamètre in- components having a bore the diameter of which

-3-3

térieur forme une surface de portée extérieure pour l'en- the outer surface forms an outer bearing surface for

semble de roulement, par exemple, l'alésage d'une bielle seems like rolling, for example, the bore of a connecting rod

ou d'une roue dentée.or a gear wheel.

En bref, l'ensemble de roulement selon l'inven- In short, the rolling assembly according to the invention

tion comprend un élément constituant une bague intérieu- tion comprises an element constituting an inner ring

re, qui présente une gorge annulaire dans sa surface ex- re, which has an annular groove in its outer surface

térieure, et un sous-ensemble cage-rouleaux comprenant and a cage-roller subassembly comprising

une cage qui présente une collerette ou nervure annulai- a cage which has a collar or rib canceling

re qui fait saillie radialement vers l'intérieur de ma- which protrudes radially inwardly from

nière à s'engager dans la gorge de la bague intérieure, en limitant ainsi le déplacement axial du sous-ensemble to engage in the groove of the inner ring, thereby limiting the axial displacement of the subassembly

cage-rouleaux par rapport à la bague intérieure. La ba- cage-rollers with respect to the inner ring. Over there-

gue intérieure est montée sur un arbre avec lequel elle forme un ajustement à serrage et la cage présente une the inner shaft is mounted on a shaft with which it forms a clamping fit and the cage has a

fente axiale qui évite la corrosion par frottement. axial slot that prevents corrosion by friction.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in- Other features and advantages of the

vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- will be better understood when reading the description of

tion qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: following example of an embodiment and with reference to the accompanying drawings in which:

la figure 1 est une vue en coupe de c8té en élé- FIG. 1 is a sectional elevational view in

vation de la cage et de la bague intérieure de l'ensem- of the cage and the inner ring of the whole

ble de roulement selon l'invention; et la figure 2 est une vue partielle. de la surface extérieure de la cage représentée sur la figure 1, qui rolling bearing according to the invention; and Figure 2 is a partial view. the outer surface of the cage shown in FIG.

montre la fente axiale ménagée dans la cage. shows the axial slot in the cage.

Sur les différentes figures, les éléments analo- In the different figures, the analogous elements

gues sont désignés par des numéros analogues. are designated by similar numbers.

Comme on le voit en se reportant aux dessins et As can be seen by referring to the drawings and

plus particulièrement à la figure 1, un ensemble de rou- more particularly in Figure 1, a set of rou-

lement 12 comprend une bague intérieure 20 et un sous- 12 comprises an inner ring 20 and a sub-ring.

ensemble cage-rouleaux 30. Le sous-ensemble est composé d'une cage 32 et de rouleaux multiples 40 (voir figure cage-roller assembly 30. The subassembly is composed of a cage 32 and multiple rollers 40 (see FIG.

2). La cage 32 présente une collerette annulaire ou ner- 2). The cage 32 has an annular collar or nerve

vure de verrouillage intérieure 33 qui fait saillie ra- interior locking device 33 which protrudes radially

dialement vers l'intérieur. La bague intérieure 20 pré- dialing inward. The inner ring 20 pre-

sente une gorge annulaire 22 dans sa surface extérieure. an annular groove 22 in its outer surface.

4 26323684 2632368

Lorsque le sous-ensemble 30 et la bague intérieure 20 sont convenablement alignés, la nervure de verrouillage 33 forme un ajustement libre dans la gorge 22 de manière When the subassembly 30 and the inner ring 20 are properly aligned, the locking rib 33 forms a free fit in the groove 22 so

& limiter le déplacement axial relatif entre la bague in- & limit the relative axial displacement between the inner ring

térieure 20 et le sous-ensemble cage-rouleaux 30. Ainsi qu'on le voit maintenant en se reportant à la figure 2, la cage 32 possède des rouleaux multiples dont chacun est maintenu en position par une poche 36 ménagée dans la cage 32. La cage 32 présente aussi une fente axiale 50 qui permet d'écarter radialement la cage vers l'extérieur (d'ouvrir cette cage), pour faciliter 20 and the cage-roller subassembly 30. As will now be seen with reference to FIG. 2, the cage 32 has multiple rollers each of which is held in position by a pocket 36 formed in the cage 32. The cage 32 also has an axial slot 50 which makes it possible to spread the cage radially outwards (to open this cage), to facilitate

le montage de la cage autour de la bague intérieure 20. mounting the cage around the inner ring 20.

En supplément, la fente axiale 50 contribue à réduire la corrosion par frottement et les problèmes qui In addition, the axial slot 50 helps to reduce frictional corrosion and problems that

y sont liés.are linked to it.

La corrosion par frottement est l'usure stati- Frictional corrosion is static wear and tear

que de la surface de roulement de la bague intérieure par les rouleaux 40 lorsqu'il n'y a pas de déplacement relatif entre la bague intérieure 20 et la cage 32, de sorte que les rouleaux 40 restent fixes par rapport à la bague 20. Lorsqu'un rouleau 40 reste en un point fixe par rapport à la bague intérieure 20, le rouleau vibre avec l'ensemble de roulement 12. Cette vibration donne the bearing surface of the inner ring by the rollers 40 when there is no relative displacement between the inner ring 20 and the cage 32, so that the rollers 40 remain fixed with respect to the ring 20. When a roller 40 remains at a fixed point with respect to the inner ring 20, the roller vibrates with the rolling assembly 12. This vibration gives

naissance à une situation que l'on appelle habituelle- birth to a situation that is usually called

ment un faux Brinell, sous l'effet duquel le rouleau pro- a false Brinell, under which the roll

voque une usure excessive en un point de la surface exté- excessive wear at one point on the outer surface

rieure de la bague intérieure 20, qui se traduit par une empreinte concave qui est généralement conforme au rayon of the inner ring 20, which results in a concave imprint which is generally in conformity with the radius

du rouleau 40.of the roll 40.

La fente axiale 50 de la cage 32 évite cette ac- The axial slot 50 of the cage 32 avoids this

tion de corrosion par frottement de la façon suivante. rubbing corrosion as follows.

Etant donné que la cage 32 est une cage à roulement, les rouleaux 40 sont appliqués & force contre la surface de Since cage 32 is a rolling cage, rollers 40 are applied against the surface of

portée extérieure (non représentée) pendant le fonction- outside range (not shown) during the function

nement normal. Le mouvement vibratoire normal de l'en- normally. The normal vibratory movement of the

semble de roulement 12 pendant le fonctionnement normal seems to roll 12 during normal operation

26323682632368

est transmis aux rouleaux 40 et à la cage 32, en amenant is transmitted to rollers 40 and cage 32, bringing

la cage à fléchir ou à "respirer". Cette flexion se tra- the cage to flex or "breathe". This flexion is

duit par une précession de la cage 32 par rapport à la by precession of the cage 32 relative to the

bague intérieure 20. Cette précession de la cage 32 amè- 20. This precession of the cage 32

ne les rouleaux 40 à décrire un mouvement de précession avec la cage, étant donné que les rouleaux 40 ne sont the rollers 40 to describe a precession movement with the cage, since the rollers 40 are not

plus fixes par rapport à la bague intérieure 20, les rou- more fixed with respect to the inner ring 20, the rolls

leaux tendent à s'user plus uniformément et la surface water tends to wear more evenly and the surface

de la bague intérieure 20 tend à s'user plus uniformé- the inner ring 20 tends to wear more uniformly

ment, sans présenter les effets de corrosion par frotte- without the effects of corrosion by rubbing

ment. L'épaisseur de la bague intérieure 40 au droit de la gorge 22 est étudiée pour donner une solidité de is lying. The thickness of the inner ring 40 at the right of the groove 22 is studied to give a solidity of

structure suffisante à la bague, tout en-donnant naissan- sufficient structure to the ring, while giving birth-

ce à une gorge 22 suffisamment profonde pour assurer une retenue axiale suffisante entre la gorge et la nervure de verrouillage intérieure 33. Si la gorge 22 était trop profonde, la résistance mécanique de la bague intérieure this at a groove 22 deep enough to ensure sufficient axial retention between the groove and the inner locking rib 33. If the groove 22 was too deep, the mechanical strength of the inner ring

pourrait être ramenée au-dessous d'un niveau admissi- could be reduced below an acceptable level

ble. De même, si la nervure de verrouillage intérieure 33 était trop grande dans la direction radiale, pour s'adapter à une gorge 22 profonde, le risque de rupture de la nervure 33 ou de la cage au moment du montage de corn. Similarly, if the inner locking rib 33 was too large in the radial direction, to fit a deep groove 22, the risk of rupture of the rib 33 or the cage at the time of assembly of

la cage sur la bague 20 deviendrait lui aussi excessif. the cage on the ring 20 would also become excessive.

I1 convient de remarquer que, alors que la ner- It should be noted that while the

vure 33 forme un ajustement relativement libre dans la gorge 22, le jeu axial enkre la nervure et les c8tés de The vane 33 forms a relatively free fit in the groove 22, the axial clearance between the rib and the sides of the groove.

la gorge 22 est étudié pour empêcher les extrémités axia- the groove 22 is designed to prevent the axial ends

les du sous-ensemble cage-rouleaux 30 d'entrer en con- the cage-roller subassembly 30 to enter into

tact avec les surfaces axialement adjacentes. De cette tact with axially adjacent surfaces. Of this

façon, le mouvement axial relatif entre la bague inté- way, the relative axial movement between the inner ring

rieure 20 et le sous-ensemble 30 est limité au contact 20 and the subassembly 30 is limited to contact

entre la gorge 22 et la nervure de verrouillage intérieu- between the groove 22 and the interlocking rib

re 33.re 33.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the device which

6 26323686 2632368

vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif, has just been described as a non-limiting example,

sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.

R E V E N D ICAT I O N SR E V E N D ICAT IO N S

1. Ensemble de roulement caractérisé par une ba- 1. Rolling assembly characterized by a

gue intérieure annulaire (20) présentant une gorge annu- annular inner shaft (20) having an annular groove

laire (22) dans sa surface extérieure, et un sous-ensem- (22) in its outer surface, and a subassembly

ble cage-rouleaux (30) qui entoure ladite bague intérieu- roll cage (30) which surrounds said inner ring

re, ledit sous-ensemble comprenant des rouleaux multi- re, said subassembly comprising multi-rollers

ples (40) et une cage annulaire (32) présentant des po- ples (40) and an annular cage (32) having

ches multiples (36), lesdites poches étant adaptées pour multiple pockets (36), said pockets being adapted to

loger lesdits rouleaux multiples (40) de manière à limi- accommodating said multiple rollers (40) so as to limit

ter le mouvement radial desdits rouleaux vers l'exté- the radial movement of the rollers to the outside

rieur, ladite cage présentant un nervure annulaire (22) qui fait saillie radialement vers l'intérieur et est said cage having an annular rib (22) projecting radially inwards and is

adaptée pour établir un ajustement libre dans ladite gor- adapted to establish a free fit in said gor

ge annulaire (22) de ladite bague intérieure. annular geometry (22) of said inner ring.

2. Ensemble de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cage (32) présente une fente axiale (50) qui permet d'élargir ladite cage en 2. Bearing assembly according to claim 1, characterized in that said cage (32) has an axial slot (50) which widens said cage by

l'ouvrant radialement vers l'extérieur de manière à faci- opening it radially outwards so as to facilitate

liter le montage de ladite cage autour de ladite bague intérieure et à éviter ladite corrosion par frottement liter mounting said cage around said inner ring and to prevent said frictional corrosion

dudit ensemble de roulement.said bearing assembly.