FR2981998A1 - Cage massive allegee pour unite de roulement. - Google Patents

Abstract

L'invention est relative au domaine des cages massives pour unités de roulements. La cage massive selon l'invention comprend deux couronnes latérales annulaires (20) se faisant face et présentant, chacune, un pourtour radial intérieur (26) et un pourtour radial extérieur (28), l'un des pourtours radiaux intérieur (26) et extérieur (28) étant destiné à former un pourtour radial de centrage (34) susceptible d'être centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure (12) ou sur la bague extérieure (14) de l'unité de roulement (10), et une pluralité de ponts de liaison (22) reliant structurellement les deux couronnes latérales annulaires (20) de manière à les rendre solidaires et à former une pluralité d'espaces de réception ouverts (24) destinés à accueillir les corps roulants (16) de l'unité de roulement (10). Par ailleurs, chaque pourtour radial de centrage (34) comporte une pluralité de zones périphériques de centrage (34a) aptes à se centrer sur la bague intérieure (12) ou extérieure (14) de l'unité de roulement (10) ainsi qu'une pluralité de zones de jonction (34b) formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire (20) et reliant les zones périphériques de centrage (34a) aux ponts de liaison (22). Selon l'invention, les couronnes latérales annulaires (20) sont pourvues d'au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46).

Description

L'invention est relative au domaine des cages massives pour unités de roulements. Elle a plus spécialement pour objet, une cage massive pour unité de roulement à corps roulants, une unité de roulement comprenant une telle cage massive et un ensemble comprenant une telle unité de roulement emmanchée sur un arbre d'entraînement. L'invention s'applique notamment à une cage massive destinée à être montée sur un arbre d'entraînement de véhicule aérospatial et c'est dans ce contexte que seront par la suite décrits les différents exemples de réalisation. Mais il convient de signaler qu'une telle cage massive pourrait également être utilisée dans d'autres domaines techniques tels que l'aéronautique, le ferroviaire, etc. La cage massive selon l'invention comprend deux couronnes latérales annulaires se faisant face et une pluralité de ponts de liaison reliant structurellement les deux couronnes latérales annulaires de manière à les rendre solidaires et à former une pluralité d'espaces de réception ouverts destinés à accueillir les corps roulants. Chaque couronne latérale annulaire présente un pourtour radial intérieur et un pourtour radial extérieur, l'un des pourtours radiaux intérieur et extérieur étant destiné à former un pourtour radial de centrage susceptible d'être centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure ou sur la bague extérieure de l'unité de roulement, l'autre des pourtours radiaux intérieur et extérieur étant destiné à former un pourtour radial libre dépourvu de contact fonctionnel avec lesdites bagues intérieure et extérieure.

De telles cages massives sont utilisées pour séparer les corps roulants à l'intérieur de l'unité de roulement et maintenir leur équidistance dans le but de réduire le frottement et, donc, l'échauffement généré lors de l'utilisation de l'unité de roulement. Ces cages massives s'avèrent également utiles pour guider ces corps roulants.

II convient de souligner que les cages massives sont qualifiées comme tel car elles sont soumises, dans certaines applications à des contraintes mécaniques très importantes pouvant aller au-delà de 100 G dans la direction verticale - ce qui impose d'utiliser des matériaux rigides, résistants et par conséquent lourds. Notamment, ces cages massives sont généralement formées à partir d'alliage cuivreux ou tout autre matériau analogue. Mais de telles cages massives peuvent également être utilisées dans d'autres domaines techniques tels que celui de l'aéronautique - pour l'entraînement des réacteurs d'avion, par exemple ce qui génère en sus des contraintes précédemment évoquées des problématiques de poids puisqu'il est d'usage de limiter, autant que faire se peut, la masse des pièces embarquées sur les véhicules aérospatiaux. À cet égard, il est connu de l'état de la technique des solutions destinées à consolider et à renforcer la géométrie de ces cages massives afin de limiter les risques de rupture en cas de choc et ainsi d'augmenter la durée de vie des unités de roulement. Notamment, le document US-A1-2010/0310203 se rapporte à une cage massive telle que précédemment décrite et comprenant quatre recoins alvéolés aménagés dans les espaces de réception accueillant les corps roulants et présentant, chacun, la forme générale d'une alvéole s'étendant en direction radiale et creusée dans le pont de liaison et dans la couronne latérale annulaire correspondante. Une telle réalisation permet de renforcer les cages massives au niveau des jonctions reliant les couronnes latérales annulaires aux ponts de liaison et ainsi de limiter leurs ruptures au niveau de ces jonctions sans pour autant augmenter substantiellement le poids de ces cages massives. Toutefois, il a également été observé qu'une telle réalisation génère des pics de contraintes au niveau des extrémités supérieures et inférieures des recoins alvéolés, faisant ainsi apparaître des zones critiques susceptibles de rupture en cas de choc ou de contraintes importantes. En outre, ces cages massives restent lourdes leur utilisation dans le domaine de l'aérospatial est donc contraint par les questions de masse mentionnées précédemment. Il est également connu de l'état de la technique d'autres réalisations telles que décrites précédemment et dans lesquelles chaque pourtour radial de centrage comporte une pluralité de zones périphériques de centrage aptes à se centrer sur la bague intérieure ou la bague extérieure de l'unité de roulement ainsi qu'une pluralité de zones de jonction formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire et reliant les zones périphériques de centrage aux ponts de liaison.

La réalisation de tels décrochés entre les zones périphériques de centrage et les ponts de liaison présente deux fonctions. En premier lieu, ces décrochés permettent d'avoir, sur les zones de jonction et sur les ponts de liaison, des contraintes de dimensionnement différentes de celles imposées aux zones périphériques de centrage pour ajuster le centrage de la cage massive avec la bague intérieure ou extérieure. En deuxième lieu, ces décrochés permettent de limiter les contraintes appliquées sur la zone de liaison au niveau du pourtour radial de centrage et donc de réduire les risques de rupture à cet emplacement. Il en résulte cependant un déplacement de la zone critique au niveau de la zone de liaison du pourtour radial libre et, le cas échéant, au niveau des extrémités des recoins alvéolés agencées sur le pourtour radial libre de la cage massive. Par ailleurs, même si la réalisation de ces décrochés provoquent une limitation de la masse de la cage, les problématiques de poids précitées n'en sont pas pour autant définitivement écartées.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer une cage massive pour unité de roulement qui soit exempt de l'une au moins des limitations précédemment évoquées. Il existe, en particulier, le besoin de disposer de cages massives pour unité de roulement qui soient moins lourdes tout en demeurant, si possible, rigides et solides afin de ne pas compromettre la fiabilité et la durée de vie des unité de roulement. À cette fin, la cage massive selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, se caractérise par le fait que les couronnes latérales annulaires sont pourvues d'au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement positionné hors les zones de jonction. Grâce à cette réalisation, la cage massive présente une masse sensiblement plus faible, sans impacter substantiellement ses propriétés mécaniques de rigidité et de résistance aux contraintes extérieures.

Selon une réalisation, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement aménagé dans les couronnes latérales annulaires provoque une réduction de masse de la cage massive d'au moins environ 10 % de sorte que cette diminution, pour des cages massives n'est pas négligeable.

Plus particulièrement, selon une réalisation, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement aménagé dans les couronnes latérales annulaires provoque une réduction de masse de la cage massive allant d'environ 10 % à environ 50 %. Ainsi, la diminution de masse est suffisante pour avoir un impact positif sur la cage massive sans altérer pour autant, de manière préjudiciable, ses caractéristiques mécaniques de rigidité et de résistance aux contraintes extérieures. Selon une réalisation, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement est discontinu le long des couronnes latérales annulaires. Il est ainsi possible de conserver davantage de matière dans les zones de la cage massive soumises à des pics de contraintes.

Selon une réalisation alternative, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement est continu le long des couronnes latérales annulaires. La fabrication de cette cage massive est ainsi simplifiée et les coûts de production sont réduits.

Selon une réalisation, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement est formé sur le pourtour radial libre et/ou le pourtour radial de centrage des couronnes latérales annulaires.

Selon une réalisation alternative ou complémentaire, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement est formé sur un pourtour latéral externe des couronnes latérales annulaires. Selon une autre réalisation alternative ou complémentaire, le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement est formé sur le rebord des couronnes latérales annulaires agencé entre le pourtour radial libre et un pourtour latéral externe et/ou le rebord des couronnes latérales annulaires agencé entre le pourtour radial de centrage et le pourtour latéral externe.

Selon une réalisation, le pourtour radial libre présente une surépaisseur radiale de renfort de manière à définir, d'une part, une pluralité de zones périphériques libres destinées à être dépourvues de contact fonctionnel avec les bagues intérieure et extérieure de l'unité de roulement et, d'autre part, une pluralité de zones de jonction formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire et reliant les zones périphériques libre aux ponts de liaison. De cette façon, la cage massive présente non seulement une masse réduite mais elle est par ailleurs renforcée et, donc, à même de supporter des contraintes plus importantes. À titre d'exemple non limitatif, une telle réalisation peut permettre d'obtenir des cages massives capables de supporter des augmentations de contraintes d'environ 35 % et des déformations de près de 25 % supérieures à celles des solutions de l'art antérieur. La solidité et la fiabilité de la cage massive et, a fortiori, de l'unité de roulement sont ainsi améliorées tout comme leur durée de vie. Dans ce cas, selon une réalisation, les zones de jonction présentent une forme alvéolaire concave, ce qui permet de diminuer - davantage encore - les risques de rupture de la cage massive au niveau des zones de jonction positionnées sur le pourtour radial libre et le pourtour radial de centrage.

Dans ce cas, selon une réalisation, les zones périphériques de centrage forment une surface périphérique de centrage continue sur tout le pourtour radial de centrage des couronnes latérales annulaires. Cela permet, notamment de simplifier la réalisation de la cage massive qui présente ainsi un pourtour radial - intérieur ou extérieur - de centrage uniforme sur toute sa circonférence. Selon une réalisation, les zones périphériques libres forment une surface périphérique libre continue sur tout le pourtour radial libre des couronnes latérales annulaires. À nouveau et pour les mêmes raisons, cette réalisation simplifie la réalisation de la cage massive. Selon une réalisation, les zones de jonction forment un décroché continu sur tout le pourtour radial libre et/ou le pourtour radial de centrage des couronnes latérales annulaires.

Selon une réalisation alternative, les zones de jonction forment une pluralité de décrochés discontinus sur le pourtour radial libre et/ou le pourtour radial de centrage des couronnes latérales annulaires, lesdites zones de jonction étant agencées en regard des ponts de liaison, seulement.

Selon une réalisation, les espaces de réception présentent quatre recoins alvéolés présentant, chacun, la forme générale d'une alvéole creusée dans le pont de liaison et dans la couronne latérale annulaire correspondante et s'étendant en direction radiale. La réalisation de tels recoins alvéolés renforce également les cages massives et limite les risques de rupture au niveau de ces jonctions.

Selon une réalisation, chaque pont de liaison présente une face de réception amont et une face de réception aval destinées, respectivement, à être en liaison avec un corps roulant amont et un corps roulant aval.

Dans ce cas, selon une réalisation, les faces de réception amont et aval présentent, chacune, deux languettes de retenue et de guidage espacées axialement et aptes à venir en contact, à retenir et à guider les corps roulants lorsque ces derniers sont en position dans l'espace de réception. Les languettes de retenue et de guidage ainsi positionnée permettent de réduire les efforts de frottement entre les corps roulants et les différents ponts de liaison et améliorer donc la fiabilité et la durée de vie de l'unité de roulement correspondante. Dans ce cas, selon une réalisation, l'une et/ou l'autre des faces de réception amont et aval des ponts de liaison présente(nt) un évidement transversal. Un tel évidement transversal permet de réduire davantage encore la masse de chaque pont de liaison et de ne faire porter les corps roulants que sur certaines régions desdits ponts de liaison. La somme des réductions de masse de chaque pont de liaison implique ainsi une diminution générale du poids de la cage massive qui n'est pas négligeable, notamment dans certains domaines techniques tels l'aéronautique. Plus particulièrement, selon une réalisation, chaque pont de liaison présente, entre les faces de réception amont et aval évidée(s), une épaisseur transversale supérieure à l'épaisseur transversale minimale séparant les recoins alvéolés.

L'invention concerne également, selon un deuxième aspect, une unité de roulement à corps roulants, comprenant une cage massive selon l'invention, des corps roulants agencés dans les espaces de réception ouverts, une bague intérieure, et une bague extérieure.

Selon deux réalisations alternatives, le pourtour radial de centrage, constitué par le pourtour radial extérieur ou intérieur, est soit centré avec un jeu réduit sur la bague extérieure soit centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure. L'invention concerne, en outre, selon un troisième aspect, un ensemble comprenant une unité de roulement selon l'invention, emmanchée sur un arbre d'entraînement de véhicule aérospatial. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : ^ La figure 1 est une vue de détail, en coupe radiale, d'une unité de roulement comportant une bague intérieure, une bague extérieure, des corps roulants et une cage massive selon l'invention ; ^ La figure 2 est une vue d'ensemble générale, en perspective, d'un mode de réalisation de cage massive selon l'invention comprenant en outre un évidement fonctionnel annulaire ; ^ La figure 3 est une vue de détail, en vue de coupe, d'un premier mode de réalisation de cage massive selon l'invention associée à une bague intérieure et une bague extérieure appartenant à une unité de roulement également selon l'invention ; ^ La figure 4 est une vue de détail, en vue de coupe, d'un deuxième mode de réalisation de cage massive selon l'invention associée à une bague intérieure et une bague extérieure appartenant à une unité de roulement également selon l'invention ; ^ La figure 5 est une vue de détail, en vue de coupe, d'un troisième mode de réalisation de cage massive selon l'invention associée à une bague intérieure et une bague extérieure appartenant à une unité de roulement également selon l'invention ; - La figure 6 est une vue de détail, en perspective, d'une réalisation particulière de la cage massive sur laquelle apparaissent plus particulièrement des évidements transversaux formés à l'intérieur des faces de réception amont et aval des ponts de liaison ; La figure 7 est une vue de détail, en vue de coupe, représentant une réalisation particulière de la cage massive illustrée par la figure 5 dotée d'une surépaisseur radiale de renfort ; ^ La figure 8 est une vue de détail, en vue de coupe, représentant une réalisation particulière de la cage massive illustrée par la figure 4 dotée d'une surépaisseur radiale de renfort ; ^ La figure 9 est une vue de détail, en vue de coupe, représentant une réalisation particulière de la cage massive illustrée par la figure 5 dotée d'une surépaisseur radiale de renfort ; et ^ La figure 10 est une vue de détail, présentant une section transversale, représentant la cage massive de la figure 7.

La figure 1 illustre un mode de réalisation d'une unité de roulement 10 selon l'invention. L'unité de roulement 10 comporte une bague intérieure 12, une bague extérieure 14, une pluralité de corps roulants 16 agencés entre les bagues extérieure 12 et intérieure 14, ainsi qu'une cage massive 18 selon l'invention.

Cette unité de roulement 10 peut, par exemple, s'emmancher sur un arbre central d'entraînement de véhicule ferroviaire ou bien sur un arbre central de véhicule aérospatial, notamment pour assurer la rotation d'une turbine d'avion ou de tout autre véhicule aérospatial analogue.

Selon le mode de réalisation de la figure 1, la cage massive 18 - qui peut être réalisée en laiton ou bien dans tout autre alliage de cuivre ou de zinc - est centrée avec un jeu réduit sur la bague extérieure 14 de l'unité de roulement 10. Dans la suite de la description, c'est donc ce mode de réalisation qui sera décrit en détail. Toutefois, il convient de noter que l'invention s'applique aussi - et de la même façon - aux modes de réalisation pour lesquelles la cage massive 18 est centrée avec un jeu réduit sur la bague intérieure 12 de l'unité de roulement 10.

Dans chacun de ces cas de figure, la cage massive 18 est centrée avec un jeu réduit sur la bague intérieure 12 ou extérieure 14, pour limiter le débattement radial entre la cage massive 18 et la bague intérieure 12 ou extérieure 14 Par convention, il convient également de mentionner, d'une part, que la direction axiale fera référence dans la suite du texte à toute direction coïncidant avec l'axe géométrique de révolution A-A de l'unité de roulement 10 et, d'autre part, que la direction radiale fera référence à toute direction issue de l'axe géométrique de révolution A-A et appartenant à un plan perpendiculaire à cet axe géométrique de révolution A-A. La figure 2 illustre un mode de réalisation d'une cage massive 18 selon l'invention.

La cage massive 18 en question comporte deux couronnes latérales annulaires 20 et une pluralité de ponts de liaison 22 reliant structurellement les deux couronnes latérales annulaires 20 de manière à les rendre solidaires et à former une pluralité d'espaces de réception ouverts 24 destinés à accueillir les corps roulants (non représentés) de l'unité de roulement 10.

Chaque couronne latérale annulaire 18 présente un pourtour radial intérieur 26, un pourtour radial extérieur 28, un pourtour latéral interne 32 orienté vers l'intérieur de l'unité de roulement 10 et un pourtour latéral externe 30 orienté vers l'extérieur de l'unité de roulement 10. L'un de ces pourtours radiaux intérieur 26 et extérieur 28 est destiné à former un pourtour radial de centrage 34 capable d'être centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure 12 ou sur la bague extérieure 14 de l'unité de roulement 10. L'autre de ces pourtours radiaux intérieur 26 et extérieur 28 est, au contraire, destiné à former un pourtour radial libre 36 dépourvu de contact fonctionnel avec lesdites bagues intérieure 12 et extérieure 14.

Plus particulièrement, dans le cas d'espèce, la cage massive 18 est destinée à se centrer sur la bague extérieure 14 de l'unité de roulement 10. Par conséquent, le pourtour radial de centrage 34 correspond au pourtour radial extérieur 28 et le pourtour radial libre 36 correspond au pourtour radial intérieur 26.

Cependant, dans l'hypothèse où la cage massive 18 serait destinée à se centrer sur la bague intérieure 16 de l'unité de roulement, le pourtour radial de centrage 34 correspondrait au pourtour radial intérieur 26 tandis que le pourtour radial libre 36 se rapporterait au pourtour radial extérieur 28.

Comme l'illustre la figure 2, le pourtour radial de centrage 34 présente une pluralité de zones périphériques de centrage 34a spécialement destinées à se centrer sur la bague extérieure 14 de l'unité de roulement 10. Plus particulièrement, les zones périphériques de centrage 34a forment, ici, une seule et unique surface périphérique de centrage continue sur tout le pourtour radial de centrage 34 des couronnes latérales annulaires 20, ce qui simplifie et facilite leur fabrication.

Le pourtour radial de centrage 34 comprend également une pluralité de zones de jonction 34b formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire 20 et reliant les zones périphériques de centrage 34a aux ponts de liaison 22. La présence du décroché permet alors de renforcer la cage massive 18 au niveau de la jonction entre le couronnes latérales annulaires 20 et les ponts de liaison 22 tout en évitant de conserver au niveau de zones de jonction 34b et des ponts de liaison 22 des contraintes de dimensionnement similaires à celles imposées aux zones périphériques de centrage 34 en vue de leur centrage sur la bague extérieure 14 de l'unité de roulement 10. Pour aboutir à une cage massive selon l'invention, il convient de pourvoir les couronnes latérales annulaires 20 de la cage massive 18 d'au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 positionné hors les zones de jonction 34b. Par évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46, il faut comprendre que les couronnes latérales annulaires 20, qui présentent habituellement un corps plein dont l'enveloppe extérieure est convexe, sont en l'espèce creusées de manière à générer des formes en creux à l'intérieur du corps plein et hors les zones de jonction 34b. Ce faisant, la masse de la cage massive 18 est réduite par rapport à ce qu'elle aurait été sans les évidements correspondants.

Les figures 3, 4 et 5 illustrent ainsi trois autres modes de réalisation de cette cage massive 18 selon l'invention. Ces modes de réalisation ont pour vocation de répondre aux problématiques de masse se posant dans certaines application, sans dégrader de manière substantielle les performances 35 mécaniques de la cage massive du point de vu de sa rigidité et de sa résistance aux contraintes extérieures. Afin d'obtenir un allègement significatif, l'évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 est aménagé dans les couronnes latérales annulaires 20 et provoquent, de préférence, une réduction de masse de la cage massive 18 d'au moins environ 10 %. Par ailleurs, pour obtenir cet allègement sans risquer d'altérer les caractéristiques techniques de la cage massive 18 du point de vue de sa rigidité et de sa résistance aux contraintes, il est prévu, selon une réalisation, que ledit évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 provoquent une réduction de masse de la cage massive 18 allant d'environ 10 % à environ 50 %. Bien entendu, des réductions de masse supérieures à celles évoquées précédemment seraient également envisageables.

L'évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 aménagé peut être soit divisé en une multitude d'évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46 discontinus et régulièrement répartis le long des couronnes latérales annulaires 20 de la cage massive 18, soit être continu le long de ces couronnes latérales annulaires 20, comme dans les modes de réalisation illustrés par les figures 5, 6 et 7. En outre, cet évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 présente au moins un flanc ouvert 48, comme dans les modes de réalisation des figures 5, 6 et 7.

Ainsi, selon la réalisation de la figure 3, les couronnes latérales annulaires 20 de la cage massive 18 présentent deux évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46, formés respectivement sur le pourtour radial libre 36 et le pourtour radial de centrage 34 de ces couronnes latérales annulaires 20.

Alternativement, il aurait également pu n'être réalisé qu'un seul évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 sur l'un ou l'autre du pourtour radial de centrage 34 et du pourtour radial libre 36. Selon la réalisation de la figure 4, les couronnes latérales annulaires 20 de la cage massive 18 présentent, chacune, deux évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46 formés sur le rebord reliant le pourtour radial libre 36 au pourtour latéral externe 30 et le rebord reliant le pourtour radial de centrage 34 au pourtour latéral externe 30. Bien entendu, il aurait également pu n'être réalisé qu'un seul de ces évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46 sur l'un ou l'autre de ces rebords. De même qu'il pourrait être réalisé l'un et/ou l'autre de ces évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46 en sus de ceux décrits en référence à la figure 3.

Selon la réalisation de la figure 5, les couronnes latérales annulaires 20 de la cage massive 18 présentent, chacune, un évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46, formé sur le pourtour latéral externe 30 des couronnes latérales annulaires 20. Éventuellement, cet évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 formé sur le pourtour latéral externe 30 des couronnes latérales annulaires 20 pourrait être ajouté en supplément d'évidements fonctionnels annulaires d'allègement 46 agencés sur le pourtour radial libre 36, sur le pourtour radial de centrage 34 et/ou sur les rebords reliant le pourtour radial libre 36 et le pourtour radial de centrage 34 au pourtour latéral externe 30. Le mode de réalisation de la figure 6 est maintenant décrit en détail. Cette réalisation particulière de la cage massive 18 selon l'invention peut être intégrée à l'une ou l'autre des réalisations décrites en référence aux figures 3, 4 et 5. Plus particulièrement, selon cette réalisation la cage massive 18 présente, comme le mode de réalisation de la figure 2, des espaces de réception ouverts 24 dotés de quatre recoins alvéolés 38 présentant, chacun, la forme générale d'une alvéole s'étendant radialement et creusée, d'une part, dans le pont de liaison 22 et, d'autre part, dans la couronne latérale annulaire 20. La réalisation de ces recoins alvéolés 38 dans la cage massive 18 renforce la rigidité et la solidité de cette dernière et permet ainsi de soumettre l'unité de roulement 10 correspondante à des charges plus importantes. En outre, chacun de ces espaces de réception ouverts 24 est délimité, d'une part, par une face de réception amont 40a appartenant à un pont de liaison 22 placé en amont dans la direction de rotation de l'unité de roulement 10 et, d'autre part, par une face de réception aval 40b appartenant à un pont de liaison 22 placé en aval dans la direction de rotation de l'unité de roulement 10. Ces faces de réception amont 40a et aval 40b ont pour fonction d'entrer en contact et, ainsi, d'être en liaison avec, respectivement, un corps roulant amont et un corps roulant aval (non représentés). Afin de minimiser les frottements de ces faces de réception amont 40a et aval 40b avec les corps roulants amont et aval lors de l'utilisation de l'unité de roulement 10, le mode de réalisation de la cage massive 18 illustré par la figure 6 comporte des faces de réception amont 40a et aval 40b dotées, chacune, de deux languettes de retenue et de guidage 42 espacées axialement et aptes à venir en contact, à retenir et à guider les corps roulants lorsque ces derniers sont en position dans l'espace de réception. La surface de contact entre les corps roulants et les languettes de retenue et de guidage 42 est ainsi restreint, ce qui réduit l'échauffement lorsque les corps roulant se mettent en mouvement à l'intérieur des espaces de réception ouverts 24.

En complément, il peut également être prévu comme l'illustre, à titre d'exemple non limitatif, la figure 6, de réaliser un évidement transversal 44 à l'intérieur de chacune de ces faces de réception amont 40a et aval 40b en vue de réduire la masse de la cage massive 18. Afin de ne pas altérer les propriétés mécaniques de cette dernière, il est avantageux que les ponts de liaison 22 correspondant conservent une épaisseur transversale - c'est-à-dire dans le plan normal à l'axe géométrique de révolution A-A - supérieure à l'épaisseur transversale minimale séparant les recoins alvéolés des ponts de liaison 22. De cette façon, la cage massive 18 présente une masse réduite tout en conservant une rigidité suffisante et ne risque donc pas de rompre au niveau de ces évidements transversaux 44. Les figures 7, 8 et 9 illustrent trois autres modes de réalisation de la cage massive selon l'invention susceptibles d'être obtenus par modification des réalisations des figures 3, 4 et 5, respectivement.

Plus particulièrement, cette modification consiste à ajouter sur le pourtour radial libre 36 de chaque couronne latérale annulaire 20 une surépaisseur radiale de renfort 36c permettant de définir une zone périphérique libre 36a toujours dépourvue de contact fonctionnel avec les bagues intérieure 12 et extérieure 14 de l'unité de roulement 10. Ledit pourtour radial libre 36 présente, en outre, une pluralité de zones de jonction 36b formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire 20 et reliant les zones périphériques libres 36a aux ponts de liaison 22. La surépaisseur radiale de renfort 36c permet alors de rigidifier la structure de la cage massive 18 et donc d'en limiter les déformations comme les dégradations.

Ces zones périphériques libres 36a forment également une surface périphérique libre continue sur tout le pourtour radial libre 36 des couronnes latérales annulaires 20. Il convient de noter que, selon l'invention, les zones de jonction 34b du pourtour radial de centrage 34 et les zones de jonction 36b du pourtour radial libre 36 forment des décrochés - par diminution de l'épaisseur radial des couronnes latérales annulaires 20 - qui peuvent présenter plusieurs géométries.

Selon les réalisations décrites en référence aux figures 7, 8, 9, lesdites zones de jonction 34b, 36b présentent une forme alvéolaire concave. Toutefois, ces zones de jonction 34b, 36b pourraient alternativement présenter une forme oblique mais droite ou tout autre géométrie analogue. D'autre part, ces zones de jonction 34b, 36b peuvent soit présenter la forme d'un décroché continu sur tout le pourtour radial libre 36 et/ou le pourtour radial de centrage 34 des couronnes latérales annulaires 20, soit présenter la forme d'une pluralité de décrochés discontinus sur le pourtour radial libre 36 et/ou le pourtour radial de centrage 34 des couronnes latérales annulaires 20, lesdites zones de jonction étant agencées en regard des ponts de liaison 22, seulement. Il a ainsi été mis en évidence que les réalisations illustrées par les figures 7, 8 et 9 dans lesquelles, d'une part, le pourtour radial libre 36 présente une surépaisseur radiale de renfort 36c et, d'autre part, les couronnes latérales annulaires 20 présentent un évidement fonctionnel annulaire d'allègement 46 permettent, in fine, d'obtenir une cage massive 18 présentant une réduction de masse significative tout en améliorant ses propriétés mécaniques en terme de rigidité et de résistance aux contraintes extérieures.20

Claims (23)

1. REVENDICATIONS1. Cage massive (18) pour unité de roulement (10) à corps roulants (16) spécialement destinée à être montée sur un arbre d'entraînement comprenant, deux couronnes latérales annulaires (20) se faisant face et présentant, chacune, un pourtour radial intérieur (26) et un pourtour radial extérieur (28), l'un des pourtours radiaux intérieur (26) et extérieur (28) étant destiné à former un pourtour radial de centrage (34) susceptible d'être centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure (12) ou sur la bague extérieure (14) de l'unité de roulement (10) ; une pluralité de ponts de liaison (22) reliant structurellement les deux couronnes latérales annulaires (20) de manière à les rendre solidaires et à former une pluralité d'espaces de réception ouverts (24) destinés à accueillir les corps roulants (16) de l'unité de roulement (10) ; dans laquelle chaque pourtour radial de centrage (34) comporte une pluralité de zones périphériques de centrage (34a) aptes à se centrer sur la bague intérieure (12) ou extérieure (14) de l'unité de roulement (10) ainsi qu'une pluralité de zones de jonction (34b) formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire (20) et reliant les zones périphériques de centrage (34a) aux ponts de liaison (22) ; caractérisé en ce que les couronnes latérales annulaires (20) sont pourvues d'au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) positionné hors les zones de jonction (34b).
2. 2. Cage massive (18) selon la revendication 1, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) aménagé dans les couronnes latérales annulaires (20) provoque une réduction de masse de la cage massive (18) d'au moins environ 10 %.
3. 3. Cage massive (18) selon la revendication 2, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) aménagé dans les couronnes latérales annulaires (20) provoque une réduction de masse de la cage massive (18) allant d'environ 10 % à environ 50 %.
4. 4. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) est discontinu le long des couronnes latérales annulaires (20).
5. 5. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) est continu le long des couronnes latérales annulaires (20).
6. 6. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) présentant un flanc ouvert (48).
7. 7. Cage massive (18) selon la revendication 6, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) est formé sur le pourtour radial libre (36) et/ou le pourtour radial de centrage (34) des couronnes latérales annulaires (20).
8. 8. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) est formé sur un pourtour latéral externe (30) des couronnes latérales annulaires (20).
9. 9. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle le au moins un évidement fonctionnel annulaire d'allègement (46) est formé sur le rebord des couronnes latérales annulaires (20) agencé entre le pourtour radial libre (36) et un pourtour latéral externe (30) et/ou le rebord des couronnes latérales annulaires (20) agencé entre le pourtour radial de centrage (34) et le pourtour latéral externe (30).
10. 10. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle le pourtour radial libre (36) présente une surépaisseur radiale de renfort (36c) de manière à définir, d'une part, une pluralité de zones périphériques libres (36a) destinées à être dépourvues de contact fonctionnel avec les bagues intérieure (12) et extérieure (14) de l'unité de roulement (10) et, d'autre part, une pluralité de zones de jonction (36b) formant un décroché par diminution de l'épaisseur radiale de la couronne latérale annulaire (20) et reliant les zones périphériques libre aux ponts de liaison (22).
11. 11. Cage massive (18) selon la revendication 10, dans laquelle les zones de jonction (36b) présentent une forme alvéolaire concave.
12. 12. Cage massive (18) selon l'une des revendications 10 et 11, dans laquelle les zones périphériques de centrage (34a) forment une surface périphérique de centrage continue sur tout le pourtour radial de centrage (34) des couronnes latérales annulaires (20).
13. 13. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans laquelle les zones périphériques libres (36a) forment une surface périphérique libre continue sur tout le pourtour radial libre (36) des couronnes latérales annulaires (20).
14. 14. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans laquelle les zones de jonction (34b, 36b) forment un décroché continu sur tout le pourtour radial libre (36) et/ou le pourtour radial de centrage (34) des couronnes latérales annulaires (20).
15. 15. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans laquelle les zones de jonction (34b, 36b) forment une pluralité de décrochés discontinus sur le pourtour radial libre (36) et/ou le pourtour radial de centrage (34) des couronnes latérales annulaires (20), lesdites zones de jonction (34b, 36b) étant agencées en regard des ponts de liaison (22), seulement.
16. 16. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, dans laquelle les espaces de réception ouverts (24) présentent quatre recoins alvéolés (38) présentant, chacun, la forme générale d'une alvéole creusée dans le pont de liaison (22) et dans la couronne latérale annulaire (20) correspondante et s'étendant en direction radiale.
17. 17. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, dans laquelle chaque pont de liaison (22) présente une face de réception amont (40a) et une face de réception aval (40b) destinées, respectivement, à être en liaison avec un corps roulant (16) amont et un corps roulant (16) aval.
18. 18. Cage massive (18) selon la revendication 17, dans laquelle les faces de réception amont (40a) et aval (40b) présentent, chacune, deux languettes de retenue et de guidage (42) espacées axialement et aptes à venir en contact, à retenir et à guider les corps roulants (16) lorsque ces derniers sont en position dans l'espace de réception ouvert (24).
19. 19. Cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 17 et 18, dans laquelle l'une et/ou l'autre des faces de réception amont (40a) et aval (40b) des ponts de liaison (22) présente(nt) un évidement transversal (44).
20. 20. Cage massive (18) selon la revendication 19, en ce qu'elle dépend de la revendication 17, dans laquelle chaque pont de liaison (22) présente, entre les faces de réception amont (40a) et aval (40b) évidée(s), une épaisseur transversale supérieure à l'épaisseur transversale minimale séparant les recoins alvéolés (38).
21. 21. Unité de roulement (10) à corps roulants (16), comprenant une cage massive (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, des corps roulants (16) agencés dans les espaces de réception ouverts (24), une bague intérieure (12), et une bague extérieure (14). 35
22. 22. Unité de roulement (10) à corps roulants (16) selon la revendication 21, dans laquelle le pourtour radial de centrage (34), constitué par le pourtour radial extérieur (28), est centré avec un jeu réduit sur la bague extérieure (14).
23. 23. Unité de roulement (10) à corps roulants (16), selon la revendication 21, dans laquelle le pourtour radial de centrage (34), constitué par le pourtour radial intérieur (26), est centré avec un jeu réduit autour de la bague intérieure (12). 10