FR2823813A1 - Cage pour roulement axial et ensemble correspondant - Google Patents
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Abstract
Cette cage pour un roulement de butée axiale comporte des alvéoles de logement (14) de corps de roulement (6). Les alvéoles (14) sont réparties circonférentiellement par rapport à un axe central (X-X) du roulement. Au moins deux alvéoles (14) forment un groupe d'alvéoles (16) dans lequel l'angle (a) entre les lignes médianes (L-L) des alvéoles (14) de ce groupe d'alvéoles est inférieur à l'angle () entre les lignes médianes (L-L) d'une alvéole (14) latérale de ce groupe d'alvéoles et d'une alvéole adjacente à ce groupe.Application aux roulements de butée de colonnes de direction.
Description
dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications
précédentes.
La présente invention concerne une cage pour un roulement de butée axiale qui comporte des alvéoles de logement de corps de roulement, les alvéoles étant réparties circonférentiellement par rapport à un axe central du roulement. On connaît dans l'état de la technique des roulements axiaux (également appelés "palier de butée"). Ces roulements comprennent une cage ayant des alvéoles de logement pour des corps ou cylindres de roulement. Deux disques ou plaques annulaires de roulement sont appliqués de part et d'autre sur les corps de roulement. Les alvéoles sont réparties angulairement de facon équidistante et séparées les unes des autres. Chaque alvéole recoit un seul
corps de roulement.
En outre, les cages comprennent des retords disposés sur les bords des alvéoles et sur des nervures radialement extérieures ou intérieures des cages. Les rebords des alvéoles retiennent les cylindres tandis que les retords des nervures retiennent les plaques de roulement de la cage. Ces reLords sont disposés d'un côté et de l'autre de la cage et se trouvent axialement en vis-à-vis. En conséquence, ils forment des contredépouilles et la cage peut être démoulée uniquement en déformant les reLords, ou en utilisant des
moules de coût important à tiroirs.
Ces cages présentent l'inconvénient que le nombre d'alvéoles pouvant être ménagées dans la cage est limité étant donné que la matière disponible entre deux alvéoles diminue avec un nombre croissant d'alvéoles. En conséquence, au-dessus d'un certain nombre d'alvéoles, cette matière est insuffisante pour garantir une bonne aptitude au montage de
la cage.
La charge nominale statique et dynamique d'un
roulement correspondant est donc limitée.
L'invention a donc pour but de proposer une cage pour un roulement de butée axiale qui présente une charge
nominale accrue pour des dimensions du roulement données.
L' invention a en outre pour but une cage pour roulement de butée axiale qui soit facile à fabriquer. A cet effet, l' invention a pour objet une cage du type précité, caractérisée en ce qu'au moins deux alvécles forment un groupe d'alvéoles dans lequel l' angle entre les lignes médianes des alvéoles de ce groupe d'alvéoles est inférieur à l' angle entre les lignes médianes d'une alvéole latérale de ce groupe d'alvéoles et d'une alvéole adjacente
à ce groupe, et n'appartenant pas à ce groupe.
Selon des modes de réalisation particuliers, l' invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la paroi subsistant entre une alvéole latérale d'un groupe et une alvéole adjacente à ce groupe et n'appartenant pas à ce groupe présente une épaisseur suffisamment large pour qu'elle puisse être moulée par injection, notamment une épaisseur d'au moins 0,7 mm; - la cage comprend plusieurs groupes d'alvéoles, notamment au moins trois; - les angles entre les lignes médianes des alvécles latérales de groupes d'alvéoles voisins sont identiques, et l' angle entre les lignes médianes des alvéoles d'un groupe sont identiques d'un groupe à l'autre; - chaque groupe d'alvéoles comporte deux alvéoles; - le groupe d'alvéoles comprend un évidement s'étendant dans une partie radialement intérieure entre deux alvéoles, l'évidement traversant axialement la cage; - l'évidement et les alvécles adjacentes de cet évidement détinissent une entretoise dont la partie radialement intérieure a une forme tronquce, notamment une forme de prisme ayant une base trapézoïdale; - la partie radialement intérieure de l'entretoise a une épaisseur d'au moins 0,7 mm; - l'angle entre les lignes médianes des alvécles du groupe est suffisant pour que les corps de roulement restent écartés les uns des autres pendant le fonctionnement; - les alvéoles sont des alvécles pour des corps de roulement cylindriques; - les distances radiales des bords radialement intérieurs des alvéoles par rapport à l'axe central sont identiques; - elle est destince à un ensemble de roulement de butée axiale comprenant en outre des éléments qui doivent être maintenus, qui comprennent des corps de roulement et/ou au moins une plaque de roulement, la cage comprenant des moyens de retenue axiale pour au moins un de ces éléments qui doivent être maintenus, les moyens de retenue comprennent au moins une partie en rebord qui, à l'état assemblé et en vue axiale, chevauche l'élément qui doit être maintenu, et la cage comporte au moins un évidement ayant une section axiale qui correspond au moins à la section axiale de la partie en retord et qui est situé à l' emplacement axial correspondant à la partie en reLord de sorte qu'il dégage ce reLord dans la direction axiale; - la cage comprend un corps de base sensiblement en forme de disque annulaire et au moins une partie en saillie axiale, les parties en reLord étant des nez de retenue de la plaque de roulement qui font saillie radialement sur ces parties en saillie axiale, de sorte que les nez de retenue chevauchent la plaque de roulement à l'état monté, et les évidements comprennent des évidements ménagés dans le corps de base; les nez de retenue sont disposés ciraonférentiellement chacun entre deux groupes d'alvéoles
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et chevauchent radial ement un cerc le déf ini par l es bords radialement extérieurs des alvéoles; - la cage comprend une partie en saillie axiale sur chacune des deux côtés du plan médian, ces saillies comportent des nez de retenue, et les nez de retenue d'un côté du plan médian sont décalés, notamment circonférentiellement, par rapport aux nez de l'autre côté du plan médian; - les parties en reLord d'au moins une alvécle, comprennent des nez de retenue disposés de part et d'autre du plan médian, les évidements comprennent des interstices subsistant entre les nez de retenue dans la direction radiale, et la longueur des interstices d'un côté du plan médian est au moins égale à la longueur des nez de retenue du côté opposé du plan médian; et - la cage est en matière plastique, notamment moulée
par ingection.
L'invention a en outre pour objet un ensemble de roulement de butée axiale comprenant une cage telle que définie ci-dessus, des corps de roulement et au moins une
plaque de roulement.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre, donnée uniquement à titre
d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un roulement de butée comprenant une cage selon l' invention; - la Figure 2 est une vue en plan d'une cage selon l' invention; - la Figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la Figure 2; la Figure 5 est le détail V de la Figure 2 à plus grande échelle; - la Figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la Figure 2; et - la Figure 7 est une vue correspondant à la Figure
6 d'une variante d'une cage selon l'invention.
Sur la Figure 1, on a représenté un roulement de butée axiale 2 selon l' invention, ayant un axe central
géométrique X-X.
Ce roulement axial 2 est par exemple utilisé en tant que roulement de butée d'un système de verrouillage en position d'un ensemble de colonne de direction d'un véhicule automobile. Le roulement de butée axiale 2 comprend une cage 4 ayant un plan médian M-M perpendiculaire à l' axe X-X, douze corps de roulement (dont deux sont visibles sur la Figure 1), en l' occurrence des cylindres 6, et deux plaques ou disques de roulement 8. Les cylindres 6 sont répartis ciraonférentiellement autour de l'axe X-X. L' axe Y-Y de chaque cylindre 6 est disposé perpendiculairement par
rapport à l'axe X-X et coupe ce dernier.
Dans ce qui suit, les adverbes " axialement " et " radialement " seront utilisoes en référence à l' axe X-X, tandis que l'adjectif " médian " sera utilisé en référence
au plan médian M de la cage 4.
Les plaques de roulement 8 sont des disques annulaires en acier coaxiaux ayant pour axe l'axe X-X et disposés de part et d'autre des cylindres 6. Ces plaques 8 portent des chanfreins de clippage ou d'encliquetage 10 sur leurs bords radialement et axialement extérieurs. Il est à noter que les cylindres de roulement 6 et les plaques de
roulement 8 sont connus en eux-mêmes.
Sur la Figure 2, on voit plus en détail la cage 4 du roulement 2, représentée sans les cylindres 6 et sans les plaques 8. La cage 4 est une pièce moulée par injection en matière plastique, de préférence en polyacétal ou en polyamide. Elle comprend un corps de base 12 sensiblement en forme de disque annulaire ayant un axe confondu avec l'axe X-X. Douze alvéoles de logement de cylindre 14 sont ménagés dans le corps de base 12. Les alvéoles 14 sont des évidements sensiblement parallélépipédiques, traversant axialement le corps de base 12. Chaque alvéole définit une ligne médiane L-L de direction radiale, à égale distance de
deux côtés longitudinaux de l'alvéole et coupant l' axe X-X.
A l'état monté du roulement de butée, les axes Y-Y des cylindres 6 sont confondus avec les lignes médianes L-L. A l'état monté du roulement 2, chaque alvéole 14 reçoit un cylindre de roulement 6 placé de telle sorte que l'axe Y-Y
se trouve dans le plan médian M de la cage 4.
Comme on le voit sur la Figure 2, les alvéoles 14 ne sont pas réparties circonférentiellement de façon uniforme sur le corps de base 12. Deux alvéoles successives telles que 14 forment un groupe d'alvéoles 16. L'angle a entre les lignes médianes L-L de deux alvéoles 14 voisines d'un groupe 16 est inférieure à l' angle entre la ligne médiane L-L d'une alvécle latérale 14 d'un groupe 16 et la ligne médiane de l'alvéole 14 adjacente du groupe 16 voisin. Typiquement, l'angle a est de 27 , tandis que l' angle est de 33 . En tout état de cause, l'angle est suffisamment grand pour que la paroi 17 subsistant entre deux groupes 16 voisins soit suffisamment épaisse pour être moulée par injection et pour assurer une résistance structurelle suffisante à la cage. Cette épaisseur est typiquement d'au moins 0,7 mm
pour une cage en matière plastique.
Chaque alvécle comprend un bord radialement intérieur. Les distances _ de ces bords à l'axe X-X sont identiques. Les bords radialement extérieurs des alvéoles 14
sont disposés sensiblement sur un cercle C d'axe X-X.
Entre les deux alvéoles 14 d'un groupe 16 il subsiste un évidement 18. Cet évidement 18 joint les alvéoles 14 d'un groupe d'alvéoles 16 et s'étend radialement à l'intérieur des alvéoles 14 sur toute la longueur axiale du corps de base 12. Cet évidement 18 diminue le poids de la cage et la quantité de matière plastique utilisée pour sa fabrication. La cage 4 définit une entretoise 19 entre deux alvéoles 14 d'un groupe 16. Cette entretoise 19 a une forme de prisme à section trapézoïdale. La petite base f du trapèze tournée vers l'évidement 18 est suffisamment large pour garantir un bon remplissage du moule correspondant par la matière plastique pâteuse, tandis que les côtés longitudinaux sont suffisamment longs pour permettre un bon guidage des cylindres de roulement 6. La petite base f a
typiquement une largeur d'au moins 0,7 mm.
Il est à noter que les alvéoles 14 d'un groupe 16 sont suffisamment écartées les unes des autres pour que les cylindres 6 ne se touchent pas pendant le fonctionnement du
roulement 2.
La cage 4 comporte en outre des moyens de retenue axiale pour les cylindres 6 et pour les disques de roulement 8. A cet effet, la cage comprend deux nervures 20 de forme annulaire disposées coaxialement par rapport à l' axe X-X sur la surface radialement extérieure du corps de base 12, de part et d'autre du plan médian M. Trois nez de retenue 22A, 22B sont disposés sur l'extrémité axialement extérieure de chaque nervure 20. Ils font saillie radialement vers l'intérieur et chevauchent, à l'état monté du roulement de butée 2, les bords extérieurs des plaques de roulement 8. Ils sont en saillie également radialement vers l'intérieur par rapport au cercle C sur lequel sont situés les bords extérieurs des alvéoles 14. Les nez de retenue 22A d'un côté de la cage 4 sont répartis réqulièrement sur la circonférence des nervores 20 (ici à 120 ) et décalés angulairement (ici de 60 ) par rapport au nez de retenue 22B du côté opposé du plan médian M-M, de
telle sorte qu'ils ne se chevauchent pas mutuellement.
En outre, les nez de retenue (22A, 22B) sont disposés cTrconférentiellement chacun entre deux groupes 16
d'alvéoles.
Grâce à cette disposition, les nez de retenue
peuvent chevaucher le cercle C sans former de contre-
dépouilles avec les alvéoles 14, et en conséquence le
diamètre extérieur de la cage peut être réduit.
Le corps de base 12 comprend en outre des évidements 24 traversant ménagés à des emplacements correspondant aux nez de retenue 22A, 22B. Les évidements 24 ont une section traneversale en vue axiale qui est au moins égale à la section transvereale des nez de retenue 22A, 22B en vue
axiale (voir Figures 4 et 5).
Les nervures 20 et les nez de retenue 22A,22B sont
venus de matière avec le corps de base.
Les moyens de retenue des cylindres 6 dans les alvéoles 14 comprennent des nez de retenue 28A, 28B disposés sur les bords longitudinalement opposés de chaque alvécle 14, et situés de part et d'autre du plan M. Entre deux nez 28A (ou 28B) subsiste un interstice 29 dont la longueur 1 est au moins égale à la longueur _ du nez 28B (ou 28A) du
côté opposé du plan M-M.
Les nez de retenue 28A sont décalés suivant la longueur de l'alvéole 14 de telle sorte qu'ils ne soient pas en vis-à-vis axialement, des nez de retenue 28B de l'autre côté du plan médian (Figure 3). Les nez de retenue 28A se trouvent donc à l' emplacement axial des interstices 29 des
nez 28B et vice-versa.
On constate que chaque nez de retenue 28A, 28B et chaque nez de retenue 22A, 22B est dégagé de matière en vue axiale et, de ce fait librement accessible des deux côtés axiaux. En conséquence, la cage 4 peut être fabriquée par moulage par injection d'une matière plastique dans un moule qui est constitué uniquement par deux demi-moules sans
tiroir à mouvement radial.
La cage 4 est dépourvue de toute contre-dépouille.
Le démoulage est effectué sans déformation des nez de retenue 22A, 22B ou des nez 28A, 28B. Ces parties peuvent donc présenter des grandes dimensions, ce qui augmente la
force de retenue.
De plus, les nez de retenue 28A, 28B ne subissent pas de flexion en deLors du plan de la surface du corps de base 12 lors du démoulage. En conséquence, le risque de frottement des plaques de roulement 8 contre ces nez
déformés est diminué.
Sur la Figure 7, on a représenté un détail d'une variante de la cage, ce détail correspondant à la vue de la Figure 6. Les nez de retenue 28A, 28B de l'alvéole 14 sont également disposés de part et d'autre du plan médian M, mais les nez d'un côté 28A (ou 28B) sont décalés longitudinalement d'un cran par rapport aux nez 28B (ou 28A) de l'autre côté. Les nez de retenue disposés dans un plan qui s'étend parallèlement au plan de la Figure 7 se trouvent donc diagonalement opposés par rapport à l' axe Y-Y
du cylindre 6 associé.
La cage selon l' invention, d'une part, peut recevoir un nombre important de cylindres de roulement tout en présentant une rigidité et une résistance suffisante grâce au regroupement des alvéoles, et, d'autre part, peut être facilement moulée grâce à l' absence de contre-dépouilles. Il est à noter que les caractéristiques portant sur le regroupement des alvéoles et celles portant sur l' absence de contre-dépouilles peuvent être mises en _uvre indépendamment
les unes des autres.
Claims (18)
1. Cage pour un roulement de butée axiale qui comporte des alvéoles de logement (14) de corps de roulement (6), les alvéoles (14) étant réparties circonférentiellement par rapport à un axe central (X-X) du roulement, caractérisée en ce qu'au moins deux alvéoles (14) forment un groupe d'alvéoles (16) dans lequel l' angle () entre les lignes médianes (L-L) des alvéoles (14) de ce groupe d'alvéoles est inférieur à l'angle () entre les lignes médianes (L-L) d'une alvéole (14) latérale de ce groupe d'alvéoles et d'une alvéole adjacente à ce groupe et
n'appartenant pas à ce groupe.
2. Cage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi (17) subsistant entre une alvéole (14) latérale d'un groupe et une alvéole adjacente à ce groupe et n'appartenant pas à ce groupe présente une épaisseur suffisamment large () pour qu'elle puisse être moulée par injection, notamment une épaisseur d'au moins 0,7 mm
3. Cage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs groupes
d'alvéoles (16), notamment au moins trois.
4. Cage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les angles () entre les lignes médianes des alvéoles latérales de groupes d'alvécles (16) voisins sont identiques, et en ce que l' angle () entre les lignes médianes (L-L) des alvéoles d'un groupe sont identiques d'un
groupe à l'autre.
5. Cage suivant l'une quelconque des revendications
précédente-s, caractérisée en ce que chaque groupe d'alvéoles
(16) comporte deux alvécles (14).
6. Cage suivant l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que le groupe d'alvéoles (16) comprend un évidement (18) s'étendant dans une partie radialement intérieure entre deux alvéoles (14), l'évidement
(18) traversant axialement la cage (4).
7. Cage suivant la revendication 6, caractérisoe en ce que l'évidement (18) et les alvéoles adjacentes (14) de cet évidement définissent une entretoise (19) dont la partie radialement intérieure a une forme tronquée, notamment une
forme de prisme ayant une base trapézoïdale.
8. Cage suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la partie radialement intérieure (f) de l'entretoise
(19) a une épaisseur d'au moins 0,7 mm.
9. Cage suivant l'une quelcouque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que l' angle () entre les lignes médianes (L-L) des alvéoles (14) du groupe (16) est suffisant pour que les corps de roulement (6) restent
écartés les uns des autres pendant le fonctionnement.
10. Cage suivant l'une quelcouque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que les alvécles sont des
alvécles (14) pour des corps de roulement cylindriques (16).
11. Cage suivant l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisce en ce que les distances radiales (_) des bords radialement intérieurs des alvéoles (14) par
rapport à l'axe central (X-X) sont identiques.
12. Cage suivant l'une quelcouque des
revendications précédentes, destince à un ensemble de
roulement de butée axiale comprenant en outre des éléments qui doivent être maintenus, qui comprennent des corps de roulement (6) et/ou au moins une plaque de roulement (8), la cage comprenant des moyens de retenue axiale pour au moins un de ces éléments qui doivent être maintenus, caractérisée en ce que les moyens de retenue comprennent au moins une partie en retord (22A, 22B, 28A, 28B) qui, à l'état assemblé et en vue axiale, chevauche l'élément (6, 8) qui doit être maintenu, et en ce que la cage comporte au moins un évidement (24, 29) ayant une section axiale qui correspond au moins à la section axiale de la partie en reLord (22A, 22B, 28A, 28B) et qui est situé à l' emplacement axial correspondant à la partie en reLord de sorte qu'il dégage ce
reLord dans la direction axiale.
13. Cage suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps de base (12) sensiblement en forme de disque annulaire et au moins une partie en saillie axiale (20), les parties en reLord étant des nez de retenue (22A, 22B) du disque de roulement qui font saillie radialement sur ces parties en saillie axiale, de sorte que les nez de retenue chevauchent la plaque de roulement ( 8) à l'état monté, et en ce que les évidements comprennent des
évidements (24) ménagés dans le corps de base (12).
14. Cage suivant la revendication 13, caractérisée en ce que les nez de retenue (22A, 22B) sont disposés circonférentiellement chacune entre deux groupes d'alvécles (16) et chevauchent radialement un cercle (C) défini par les
bords radialement extérieurs des alvéoles (14).
15. Cage suivant la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie en saillie axiale (20) sur chacune des deux côtés du plan médian, en ce que ces saillies comportent des nez de retenue (22A, 22B), et en ce que les nez de retenue (22A, 22B) d'un côté du plan médian sont décalés, notamment cTrconférentiellement, par
rapport aux nez (22B, 22A) de l'autre côté du plan médian.
16. Cage suivant l'une quelconque des revendications
12 à 14, caractérisce en ce que les parties en rebord d' au moins une alvéole (14), comprennent des nez de retenue (28A, 28B) disposés de part et d'autre du plan médian, en ce que les évidements comprennent des interstices (29) subsistant entre les nez de retenue (28A, 28B) dans la direction radiale, et en ce que la longueur (1) des interstices d'un côté du plan médian est au moins égale à la longueur (_) des
nez de retenue du côté opposé du plan médian.
17. Cage suivant l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisoe en ce qu'elle est en matière
plastique, notamment moulée par injection.
18. Ensemble de roulement de butée axiale comprenant
une cage selon l'une quelconque des revendications
précédentes, des corps de roulement (16) et au moins une
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Cited By (2)
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