FR3067772B1 - Cage de roulement spherique et roulement spherique pourvu d’une telle cage - Google Patents

Abstract

Une cage monobloc (16) pour roulement sphérique comporte un premier anneau d'extrémité (28) de grand diamètre, un deuxième anneau d'extrémité (30) de petit diamètre, et des ponts (32) reliant les premier anneau d'extrémité (28) au deuxième anneau d'extrémité (30), et délimitant deux à deux des alvéoles (40) de logement des rouleaux (18) du roulement. Les ponts (32) comportent un premier tronçon (82) sur lequel sont formées des premières languettes de guidage (92), un deuxième tronçon (86) sur lequel sont formées des deuxièmes languettes de guidage (96). À l'intersection entre les deux tronçons sont formées des languettes de retenues situées, par référence à l'axe de symétrie (Z), radialement à l'extérieur du cône primitif (C) de la cage (16).

Description

CAGE DE ROULEMENT SPHÉRIQUE ET ROULEMENT SPHÉRIQUE POURVU D’UNE TELLE CAGE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

[0001] L'invention se rapporte à un roulement sphérique à rouleaux pourvu d'au moins une cage. Elle a trait notamment à une cage pour un tel roulement sphérique. Dans le cadre de la présente demande, un roulement sphérique désignera un roulement dont la bague extérieure forme un chemin de roulement sphérique qui constitue une rotule dans laquelle un sous-ensemble constitué par les rouleaux, la ou les cages et la bague intérieure peut osciller. Ce type de roulement est utilisé notamment dans des applications où l'alignement des organes fixés à la bague intérieure et à la bague extérieure est difficile à obtenir ou non constant.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

[0002] Dans le document EP1884669 est décrit un roulement sphérique pourvu d'une cage en tôle monobloc pour au moins une rangée de rouleaux, la cage définissant un axe géométrique de révolution et comportant : un anneau de grand diamètre comportant une face transversale d'extrémité ; un anneau de petit diamètre comportant une face transversale d'extrémité ; et des ponts reliant l'anneau de petit diamètre et l'anneau de grand diamètre et définissant avec l'anneau de petit diamètre et l'anneau de grand diamètre des alvéoles de guidage des rouleaux, la cage comportant en outre une face radiale extérieure tournée radialement vers l'extérieur et s'étendant axialement de l'anneau de grand diamètre à l'anneau de petit diamètre, la face radiale extérieure étant enveloppée par une surface de révolution constituée d'une partie d'extrémité cylindrique s'étendant à partir de l'anneau de grand diamètre vers l'anneau de petit diamètre, d'une partie d'extrémité tronconique s'étendant à partir de l'anneau de petit diamètre vers l'anneau de grand diamètre et s'évasant vers l'anneau de grand diamètre suivant un premier angle solide et d'une partie intermédiaire tronconique reliant la partie de petit diamètre et la partie de grand diamètre, et s'évasant vers la partie de grand diamètre suivant un deuxième angle solide inférieur au premier angle solide. En d'autres termes, la face radiale extérieure est tout entière incluse dans une surface de révolution biconique. La partie intermédiaire tronconique facilite le montage du roulement et contribue à la rigidification de la cage. Les ponts comportent des languettes latérales de guidage des rouleaux, à savoir pour chaque pont délimitant une alvéole donnée, deux languettes latérales axialement de part et d'autre de la partie intermédiaire sur la partie d'extrémité tronconique et la partie d'extrémité cylindrique, et dirigés vers l'alvéole en question. Ces languettes permettent le guidage des rouleaux et empêchent leur évasion, d'une part lors du montage et d'autre part lors de rutilisation du roulement, notamment lorsque la bague intérieure oscille par rapport à la bague extérieure. Dans le document EP 2 535 610 a été proposé, pour simplifier la fabrication de la cage du type général précédent et améliorer le guidage des rouleaux, de disposer les languettes de guidage sur la partie intermédiaire tronconique. La cage résultante est parfaitement satisfaisante en termes de performance et de coût de fabrication, mais sa géométrie s'avère incompatible avec des roulements sphériques dont la bague extérieure est élargie. En d'autres termes, le positionnement des languettes impose un diamètre extérieur de cage relativement important, qui ne permet d'insérer la cage dans une bague extérieure de roulement sphérique que si la hauteur de cette bague extérieure (la dimension mesurée parallèlement à l'axe de la bague] est suffisamment faible.

[0003] On connaît par ailleurs par le document US 5,538,348 une cage de roulement sphérique dont les ponts entre alvéoles comportent une portion tronconique reliée à un anneau de petit diamètre et une portion cylindrique reliée à un anneau de grand diamètre. Chaque alvéole se trouve ainsi délimitée par deux ponts et par le petit et le grand anneau. Ces derniers sont pourvus de facettes assurant un guidage des faces planes d'extrémités des rouleau positionnés dans les alvéoles. Pour réaliser ces facettes de guidage, le grand anneau forme un flasque annulaire qui s'étend en direction radiale vers l'extérieur par rapport à la portion cylindrique des ponts, alors que le petit anneau forme un flasque annulaire qui s'étend en direction radiale vers l'intérieur par rapport à la portion tronconique des ponts. Le diamètre extérieur de la cage est donc important. De même, le rapport entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur de la cage est important. Dans une des variantes de réalisation, il est en outre prévu, pour chaque pont et vers chaque alvéole, dans la zone de jonction entre portion tronconique et portion cylindrique du pont, une languette de retenue faisant saillie vers l'alvéole concernée et qui permet de retenir dans l'alvéole le rouleau qui s'y trouve. Le document JP 11-62984 décrit une cage de roulement sphérique relativement similaire à la précédente.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

[0004] L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer une cage de roulement sphérique compatible avec des bagues extérieures de hauteur importante. Elle vise également à proposer un roulement sphérique de hauteur importante, dont la cage assure à la fois un bon guidage et une bonne retenue des rouleaux.

[0005] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, une cage monobloc pour au moins une rangée de rouleaux d'un roulement sphérique, la cage définissant un cône primitif ayant un axe de symétrie, la cage comportant : un premier anneau d'extrémité centré sur l'axe de symétrie et ayant un premier diamètre extérieur, un deuxième anneau d'extrémité centré sur l'axe de symétrie, distant du premier anneau d'extrémité le long de l'axe de symétrie, et ayant un deuxième diamètre extérieur strictement inférieur au premier diamètre extérieur, et des ponts reliant les premier anneau d'extrémité au deuxième anneau d'extrémité et délimitant deux à deux avec le premier anneau d'extrémité et le deuxième anneau d'extrémité des alvéoles de logement des rouleaux, les ponts comportant un premier tronçon relié directement au premier anneau d'extrémité et un deuxième tronçon relié directement au deuxième anneau d'extrémité, les ponts étant tels qu'en considérant chacune des alvéoles, le premier tronçon de chacun des deux ponts délimitant l'alvéole considérée comporte une première languette de guidage faisant saillie vers l'alvéole considérée, le deuxième tronçon de chacun des deux ponts délimitant l'alvéole considérée comportant une deuxième languette de guidage faisant saillie vers l'alvéole considérée, chacune des premières et deuxièmes languettes de guidage présentant une facette de guidage périphérique, les facettes de guidage périphérique des premières et deuxièmes languettes de guidage faisant saillie dans l'alvéole considérée étant tangentes à une même surface de révolution autour d'un axe géométrique caractéristique de l'alvéole considérée, l'axe géométrique caractéristique étant situé sur le cône de la cage.

[0006] Cette cage est telle qu'en considérant chacune des alvéoles, chacun des deux ponts délimitant l'alvéole considérée comporte en outre, axialement entre la première languette de guidage et la deuxième languette de guidage, une languette de retenue faisant saillie vers l'alvéole considérée, et située, par référence à l'axe de symétrie, radialement à l'extérieur du cône primitif de la cage.

[0007] En séparant la fonction de retenue et la fonction de guidage, et en prévoyant d'assurer ces deux fonctions par des jeux de languettes distinctes, à savoir quatre languettes de guidage et deux languettes de retenue par alvéole, on peut positionner chaque type de languettes indépendamment pour assurer de façon optimale sa fonction. On peut notamment positionner les languettes de guidage à proximité immédiate du cône primitif, dans une région où elles ne pourraient pas efficacement retenir les rouleaux. On peut également positionner les languettes de retenue dans une zone des ponts située à distance du cône primitif mais sans augmenter de façon pénalisante la distance à l'axe de symétrie. Globalement, on peut obtenir une cage assurant un excellent guidage et une excellente retenue des rouleaux, avec un diamètre extérieur de cage réduit.

[0008] De préférence, la cage monobloc est telle qu'en considérant chacune des alvéoles, les languettes de retenues des deux ponts délimitant l'alvéole considérée sont situées à une distance l'une de l'autre inférieure ou égale à la distance entre les premières languettes de guidage faisant saillie dans l'alvéole considérée et à la distance entre les deuxièmes languettes de guidage faisant saillie dans l'alvéole considérée. Ainsi, les languettes de retenues, qui ont vocation à être plus éloignées du cône primitif que les languettes de guidage, ont une taille suffisante pour empêcher l'échappement des rouleaux.

[0009] De préférence, la cage monobloc est telle qu'en considérant chacune des alvéoles, les languettes de retenues des deux ponts délimitant l'alvéole considérée sont situées à une plus grande distance de l'axe géométrique caractéristique de l'alvéole considérée que les premières et deuxièmes languettes de guidage des deux ponts délimitant l'alvéole considérée.

[0010] Suivant un mode de réalisation, la cage monobloc est toute entière contenue à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique alignée sur l'axe de symétrie et ayant pour diamètre le diamètre extérieur du premier anneau, le premier tronçon de chacun des ponts étant de préférence tangent à l'enveloppe cylindrique.

[0011] De préférence, le premier tronçon de chacun des ponts est rectiligne. Dans cette hypothèse, le premier tronçon de chacun des ponts est parallèle à l'axe de symétrie et se trouve sur l'enveloppe cylindrique.

[0012] Suivant un mode de réalisation, la cage monobloc définit une enveloppe tronconique centrée sur l'axe de symétrie et présentant un angle solide supérieur au cône primitif, le deuxième tronçon de chacun des ponts étant tangent à l'enveloppe tronconique. De préférence, le deuxième tronçon de chacun de ponts est rectiligne. Dans cette hypothèse, le deuxième tronçon de chacun des ponts est situé sur l'enveloppe tronconique.

[0013] Suivant un mode de réalisation, chaque languette de retenue se trouve sur un tronçon intermédiaire du pont correspondant, qui relie le premier et le deuxième tronçon. Alternativement, chaque languette de retenue est située à une intersection entre le premier tronçon et le deuxième tronçon. Dans cette hypothèse, il n'y a pas de tronçon intermédiaire, ce qui simplifie la réalisation.

[0014] La structure proposée est particulièrement adaptée à une cage monobloc en tôle, préférentiellement en tôle emboutie.

[0015] Suivant un mode de réalisation, la surface de révolution a une génératrice en arc de cercle.

[0016] Suivant un mode de réalisation préféré, chacune des alvéoles présente une première face d'extrémité constituées par le premier anneau d'extrémité et une deuxième face d'extrémité constituée par le deuxième anneau d'extrémité, les premières faces d'extrémité des alvéoles étant situées de préférence sur une même surface de révolution autour de l'axe de symétrie de la cage, et de préférence perpendiculaire à l'axe caractéristique de chaque alvéole. En pratique, les faces d'extrémité seront de faible dimension dans le sens radial, et n'accroîtront ni le diamètre extérieur de la cage, ni le rapport entre diamètre extérieur et le diamètre intérieur.

[0017] En pratique, la cage est géométriquement invariante par rotation d'un angle Δ autour de l'axe de symétrie, tel que : 2π Δ=ν [0018] De préférence, N=1 ou N=2.

[0019] Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un roulement sphérique comportant : une bague extérieure monobloc sur laquelle est formé un chemin de roulement sphérique ; une bague intérieure sur laquelle est formé au moins un premier chemin de roulement intérieur ; au moins une première cage monobloc selon le premier aspect de l'invention, correspondant au premier chemin de roulements de la bague intérieure ; et des rouleaux disposés dans les alvéoles de la première cage monobloc, entre la bague intérieure et la bague extérieure monobloc et de manière à former au moins une première rangée de rouleaux roulant sur le chemin de roulement sphérique et le premier chemin de roulement intérieur, les axes de rotation des rouleaux étant situés sur le cône primitif de la première cage monobloc.

[0020] De préférence, le roulement sphérique est tel que sur la bague intérieure est formé un deuxième chemin de roulement intérieur, le roulement sphérique comportant en outre une deuxième cage monobloc selon le premier aspect de l'invention, correspondant au deuxième chemin de roulement intérieur, les rouleaux formant une deuxième rangée de rouleaux roulant sur le chemin de roulement sphérique et le deuxième chemin de roulement intérieur, les axes de rotation des rouleaux de la deuxième rangée étant situés sur le cône primitif de la deuxième cage monobloc. Les anneaux de plus grand diamètre des deux cages sont alors contigus.

[0021] Pour un guidage optimal de la cage par rapport à la bague intérieure, le deuxième anneau de chaque cage monobloc comporte une face cylindrique tournée radialement vers l'intérieur en regard d'une surface correspondante de la bague intérieure tournée radialement vers l'extérieur.

[0022] Comme exposé précédemment, l'invention est plus particulièrement dédiée à des roulements sphériques dont la bague extérieure à une hauteur importante. En particulier, la bague extérieure monobloc présente une hauteur H, et un diamètre de fond de chemin de roulement F, tels que :

H

- > 0,35 F

[0023] Par ailleurs, pour permettre le montage, la bague extérieure monobloc a un diamètre intérieur qui est plus grand que le premier diamètre extérieur de chaque cage monobloc.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une vue en coupe axiale d'un roulement sphérique selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2, une vue en perspective d'une cage du roulement de la figure 1 ; la figure 3, une vue en coupe axiale de la cage de la figure 2 ; la figure 4, une vue en coupe axiale de la cage de la figure 2 dans plan de coupe décalé par rapport à celui de la figure 3 ; la figure 5, un détail d'une alvéole de la cage de la figure 2 ; la figure 6, une vue schématique dans un plan de coupe transversal VI d'un positionnement d'un rouleau du roulement de la figure 1 par rapport à des languettes de guidage de la cage du roulement ; la figure 7, une vue schématique dans un plan de coupe transversal VII d'un positionnement d'un rouleau du roulement de la figure 1 par rapport à des languettes de guidage de la cage du roulement ; la figure 8, une vue schématique dans un plan de coupe transversal VIII d'un positionnement d'un rouleau du roulement de la figure 1 par rapport à des languettes de retenue de la cage du roulement.

[0025] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.

DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE RÉALISATION

[0026] En référence à la figure 1, un roulement sphérique 10 est composé d'une bague extérieure 12, d'une bague intérieure 14 de deux cages 16 et de rouleaux 18.

[0027] La bague extérieure 12 est constituée d'une pièce monobloc en acier et comporte un chemin de roulement 20 unique sphérique, au sens où le chemin de roulement constitue une surface qui se trouve sur une sphère centrée en un point O qui constitue un centre de symétrie de la bague extérieure 12. On peut également définir un axe de symétrie de révolution X de la bague extérieure 12. La bague extérieure 12 a une hauteur H, mesurée parallèlement à l'axe de symétrie de révolution X, et un plus petit diamètre intérieur Φω3χ dont la valeur diminue lorsque la hauteur H augmente, pour un diamètre de fond de roulement F donné.

[0028] La bague intérieure 14 est également monobloc et comporte deux chemins de roulement 22 faisant face au chemin de roulement 20 de la bague extérieure 12. Chacun de ces deux chemins de roulement 22 constitue une surface de révolution autour d'un axe de symétrie de révolution Y de la bague intérieure 14, La génératrice de cette surface de révolution dans le plan de la figure 1 est un arc de cercle ayant un rayon sensiblement égal ou légèrement supérieur au rayon de courbure du chemin de roulement 20 de la bague extérieure. Sur la figure 1, l'axe de symétrie de révolution Y de la bague intérieure a été représenté confondu avec l'axe de symétrie de révolution X de la bague extérieure 12, mais en pratique, l'axe de symétrie Y peut pivoter avec la bague intérieure 14 autour du point O. La bague intérieure 14 comporte en outre, à chaque extrémité axiale, un rebord 26 tourné radialement vers la bague extérieure et prolongeant le chemin de roulement 22.

[0029] Chaque rouleau 18 est conformé en tonneau, avec deux faces transversales d'extrémité 42, 44 et une surface de roulement convexe 46 engendrée par une génératrice constituée par un arc de cercle ou une succession d'arcs de rayons différents de rayon inférieur au rayon de courbure du chemin de roulement sphérique 22, en révolution autour d'un axe géométrique 47 qui constitue l'axe de rotation du rouleau 18.

[0030] Les deux cages 16, sont identiques et l'on a illustré sur les figures 2 à 7 divers détails de l'une des cages 16. Chaque cage définit un axe de révolution Z confondu avec l'axe de révolution Y de la bague intérieure, et comporte un premier anneau 28 de grand diamètre extérieur, un deuxième anneau 30 de plus petit diamètre extérieur, et des ponts 32 s'étendant d'un anneau à l'autre. L'anneau de grand diamètre 28 présente une face 34 (figure 4] tournée axialement vers l'extérieur de la cage et l'anneau de petit diamètre 30 une face plane transversale 36 tournée vers l'extérieur de la cage, les deux faces transversales 34, 36 étant tangentes à deux plans transversaux PI, P2 encadrant la cage. Les ponts 32 sont obtenus par découpe de fenêtres 40 dans la tôle emboutie constituant la cage 16, ces fenêtres 40 formant des alvéoles dans lesquelles sont logés les rouleaux 18.

[0031] L'anneau de petit diamètre 30 comporte une face cylindrique 48 tournée vers l'intérieur et faisant face au rebord 26 de la bague intérieure, à faible distance de celui-ci, de manière à assurer un guidage de la cage 16 par rapport à la bague intérieure 14.

[0032] Chaque cage 16 présente une face 58 tournée radialement vers l'extérieur, qui s'étend de l'anneau de petit diamètre 30 à l'anneau de grand diamètre 28. Cette face radiale extérieure 58 est contenue dans une enveloppe géométrique 60 constituée par une surface de révolution en deux parties : une première partie 62 cylindrique s'étendant axialement à partir de l'anneau de grand diamètre 28 vers l'anneau de petit diamètre 30, et une deuxième partie 66 tronconique reliant la première partie 62 à l'anneau de petit diamètre 30. La partie cylindrique 62 a un diamètre Φ inférieur au plus petit diamètre Φω3χ de la bague extérieure, pour permettre l'insertion de la cage dans la bague extérieure.

[0033] De manière analogue, les ponts 32 de chaque cage présentent une face 68 tournée radialement vers l'intérieur, qui s'étend de l'anneau de petit diamètre 30 à l'anneau de grand diamètre 28. Cette face radiale intérieure 68 est contenue dans une enveloppe géométrique 70 constituée par une surface de révolution en deux parties : une première partie 72 cylindrique s'étendant axialement à partir de l'anneau de grand diamètre 28 vers l'anneau de petit diamètre 30, et une deuxième partie 76 tronconique reliant la première partie 72 à l'anneau de petit diamètre 30.

[0034] Cette description similaire des faces intérieures 68 des ponts et de la face extérieure 58 de la cage traduit le fait que la dimension d'épaisseur de la cage, mesurée par exemple au niveau des fenêtres 40, et plus généralement entre les surfaces intérieure 68 et extérieure 58, est relativement constante (à 10% et de préférence à 5% près) sur toute la structure de la cage, comme le montre en particulier la section de la figure 3. Cette épaisseur relativement constante est particulièrement adaptée à une fabrication de la cage mettant en oeuvre une étape d'emboutissage d'une tôle pour obtenir la forme générale de la cage. On peut ainsi définir pour chaque pont 32 un premier tronçon rectiligne 82 relié à l'anneau de grand diamètre 28 et un deuxième tronçon rectiligne 86 relié à l'anneau de petit diamètre 30, le premier tronçon 82 correspondant à la surface cylindrique intérieure 72 et à une partie de la surface cylindrique extérieure 62, le deuxième tronçon 86 correspondant quant à lui à la surface tronconique extérieure 66 et à la surface tronconique intérieure 76. L'intersection entre le premier tronçon 82 et le deuxième tronçon 86 est située dans un plan intermédiaire P3 situé entre les plans Pl et P2, de préférence plus proche du plan P2 que du plan PI. Chaque pont 32 est pourvu de deux languettes de retenue 94 situées dans le plan intermédiaire P3 et faisant saillie chacune dans l'une des alvéoles adjacentes. Chaque pont 32 est pourvu en outre de deux premières languettes de guidage 92 situées dans la première portion 82 du pont 32, entre les plans PI et P3, et faisant saillie chacune dans l'une des deux alvéoles 40 adjacentes. Chaque pont 32 est pourvu enfin de deux deuxièmes languettes de guidage 96 situées dans la deuxième portion 86 du pont 32, entre les plans P2 et P3, et faisant saillie chacune dans l'une des deux alvéoles 40 adjacentes.

[0035] Chaque rouleau 18 est ainsi logé dans une alvéole 40 délimitée par les anneaux 28, 30 de grand et de petit diamètre et par deux des ponts 32 présentant chacun une première languette de guidage 92, une languette de retenue 94 et une deuxième languette de guidage 96 faisant saillie à l'intérieur de l'alvéole 40.

[0036] Chaque languette de guidage 92, 96 présente une facette de guidage périphérique 192, 196 destinée à venir en contact avec le rouleau 18 logé dans l'alvéole 40, cette facette de guidage périphérique 192, 196 étant tournée vers l'axe de rotation 47 du rouleau 18 pour assurer un guidage radial périphérique du rouleau 18. Plus précisément, les facettes de guidage périphérique 192, 196 des quatre languettes 92, 96 de l'alvéole 40 sont tangentes à une même surface de révolution S autour d'un axe géométrique A caractéristique de l'alvéole 40, cette surface de révolution S étant destinée à être confondue avec la surface de roulement 46 du rouleau 18 lorsque la cage 16 est positionnée sur la bague intérieure 14 et que le rouleau 18 roule sur le chemin de roulement 22 de la bague intérieure 14. L'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole 40 est destiné à être confondu avec l'axe de rotation 47 du rouleau 18 logé dans l'alvéole 40.

[0037] Les axes géométriques A caractéristiques des alvéoles 40 constituent autant de génératrices d'un cône primitif C de la cage, qui a vocation à être confondu avec le cône primitif décrit par les axes de rotation 47 des rouleaux 18 lorsque la bague intérieure 14 tourne autour de son axe de symétrie de révolution Y.

[0038] Comme illustré sur la figure 6, les facettes de guidage périphérique 192 des première languettes 92 d'une même alvéole 40 sont positionnées en regard l'une de l'autre, radialement très légèrement à l'extérieur de l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole. L'écartement G2 entre les deux facettes de guidage n'est que très légèrement inférieur au diamètre D2 correspondant de la surface de révolution S, mesuré dans le plan de coupe de la figure 6, qui est perpendiculaire à l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole 40. En pratique : 0,98 D2<G2< D2 [0039] De même, et comme illustré sur la figure 7, les facettes de guidage périphérique 196 sont positionnées radialement très légèrement à l'extérieur de l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole mais leur écartement G6 est n'est que très légèrement inférieur au diamètre D6 correspondant de la surface de révolution, mesuré dans le plan de coupe de la figure 7, qui est perpendiculaire à l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole 40. En pratique : 0,98 D6<G6< D6 [0040] Cette très faible interférence traduit le fait que la distance mesurée perpendiculairement à l'axe de symétrie Z entre le cône primitif C et les languettes de guidage 92, 96 est très faible, ce qui permet de minimiser le diamètre extérieur Φ de la cage 16, ce qui est souhaité pour maximiser la hauteur H de la bague extérieure 12. Mais ces caractéristiques dimensionnelles ont pour conséquence que les languettes de guidage 92, 96 ne peuvent pas efficacement retenir le rouleau 18 dans l'alvéole 40, notamment lors des phases d'assemblage du roulement sphérique 10 ou de manutention du roulement sphérique 10 assemblé avant son montage définitif sur un arbre.

[0041] La fonction de retenue des rouleaux 18 est toutefois remplie par les languettes de retenue 94. Par construction, les languettes de retenue 94 sont plus éloignées du cône primitif C que les languettes de guidage 92, 96. Comme illustré sur la figure 8, chaque languette de retenue 94 présente une facette de retenue 194 destinée à venir au contact du rouleau 18 logé dans l'alvéole 40 correspondante uniquement dans des conditions d'assemblage des rouleaux 18 dans l'alvéole 40, puis ultérieurement, lors des manutentions du roulement sphérique 10 assemblé, pour empêcher le rouleau 18 de s'échapper de l'alvéole. A cet effet, la distance R entre les facettes de retenue 194 qui se font face dans une alvéole 40 donnée, est sensiblement inférieure au diamètre D4 de la surface de révolution S, mesuré dans le plan perpendiculaire à l'axe géométrique A considéré, pour assurer une interférence suffisante. En pratique : R < 0,98 D4 [0042] L'anneau de grand diamètre 28 forme au niveau de chaque alvéole une face d'extrémité 50 plane perpendiculaire à l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole. De même, l'anneau de petit diamètre 30 forme au niveau de chaque alvéole une facette d'extrémité plane 52 perpendiculaire à l'axe géométrique A caractéristique de l'alvéole. La distance L entre les faces d'extrémité 50, 52 est légèrement supérieure à la distance M entre les faces planes transversales d'extrémité 42, 44 des rouleaux 18, de sorte qu'un jeu fonctionnel faible est préservé entre le rouleau 18 et les anneaux 28, 30. En pratique, et par référence au degré de tolérance normalisé IT12 défini dans la norme ISO 286-1 (NF EP 20286-1) : L = M + 1.25 * IT12 [0043] La distance E entre la première facette de guidage 92 et la deuxième facette de guidage 96 d'un même pont 32 doit être suffisante pour assurer un bon guidage du rouleau 18 et est de préférence supérieure au tiers de la distance L séparant les deux faces de guidage d'extrémité 50, 52 de l'alvéole considérée.

[0044] Comme illustré sur la figure 1, les premiers anneaux 28 des deux cages 16 sont contigus et leurs faces transversales 34 sont quasiment au contact l'une de l'autre. Pour assembler le roulement, on introduit tout d'abord une des deux cages 16 dans la bague extérieure 12, parallèlement à l'axe de la bague extérieure 12, et on met en place les rouleaux 18, dans cette cage 16. Puis on introduit la bague intérieure 14 dans le sous-ensemble formé par la bague extérieure 12, la cage 16 et les rouleaux 18, avant de positionner la deuxième cage 16 la bague intérieure 14. Le montage s'achève en insérant les rouleaux 18 de la deuxième rangée dans les alvéoles de la deuxième cage par l'extérieur de l'alvéole 40, en déformant élastiquement au passage les languettes de retenue 94 et de guidage 92, 96.

[0045] Grâce à la géométrie de la cage 16, il est possible de proposer un roulement dont la bague extérieure 12 présente un rapport élevé entre la hauteur H et le diamètre de chemin de roulement F, tel que :

H ->0.35 [0046] Bien sûr, la géométrie proposée permet également d'équiper des roulements dont la bague extérieure 12 à une hauteur moindre.

[0047] Naturellement, diverses variantes sont envisageables. Pour certaines applications, la bague intérieure 14 peut ne pas être symétrique par rapport à son plan médian transversal. De même, la bague extérieure 12 n'a pas nécessairement de plan transversal de symétrie. La bague intérieure n'est pas nécessairement monobloc. Les fenêtres constituant les alvéoles 40 peuvent être obtenues par toute méthode d'usinage appropriée. La tôle constituant les cages 16 peut subir des traitements de surface. La tôle utilisée peut être notamment une tôle d'acier, une tôle d'aluminium ou une tôle de laiton.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   1. Cage monobloc (16) pour au moins une rangée de rouleaux (18) d'un roulement sphérique (10), la cage (16) définissant un cône primitif (C) ayant un axe de symétrie (Z), la cage comportant : un premier anneau d’extrémité (28) centré sur l’axe de symétrie (Z) et ayant un premier diamètre extérieur (Φ), un deuxième anneau d’extrémité (30) centré sur l’axe de symétrie (Z), distant du premier anneau d’extrémité (28) le long de l’axe de symétrie (Z), et ayant un deuxième diamètre extérieur strictement inférieur au premier diamètre extérieur, et des ponts (32) reliant les premier anneau d’extrémité (28) au deuxième anneau d’extrémité (30) et délimitant deux à deux avec le premier anneau d’extrémité (28) et le deuxième anneau d’extrémité (30) des alvéoles (40) de logement des rouleaux (18), les ponts (32) comportant un premier tronçon (82) relié directement au premier anneau d’extrémité et un deuxième tronçon (86) relié directement au deuxième anneau d’extrémité, les ponts étant tels qu’en considérant chacune des alvéoles (40), le premier tronçon (82) de chacun des deux ponts (32) délimitant l’alvéole (40) considérée comporte une première languette de guidage (92) faisant saillie vers l’alvéole (40) considérée, le deuxième tronçon (86) de chacun des deux ponts (32) délimitant l’alvéole considérée comportant une deuxième languette de guidage (96) faisant saillie vers l’alvéole (40) considérée, chacune des premières et deuxièmes languettes de guidage (92, 96) présentant une facette de guidage périphérique (192, 196), les facettes de guidage périphérique (192, 196) des premières et deuxièmes languettes de guidage (92, 96) faisant saillie dans l’alvéole (40) considérée étant tangentes à une même surface de révolution autour d’un axe géométrique caractéristique (A) de l'alvéole (40) considérée, Taxe géométrique caractéristique (A) étant situé sur le cône de la cage, caractérisé en ce qu’en considérant chacune des alvéoles (40), chacun des deux ponts (32) délimitant l’alvéole (40) considérée comporte en outre, axialement entre la première languette de guidage (92) et la deuxième languette de guidage (96), une languette de retenue (94) faisant saillie vers l’alvéole (40) considérée, et située, par référence à l'axe de symétrie (Z), radialement à l’extérieur du cône primitif (C) de la cage (16), et en ce qu’en considérant chacune des alvéoles (40), les languettes de retenues (94) des deux ponts délimitant l’alvéole (40) considérée sont situées à une distance (R) l'une de l’autre inférieure ou égale à la distance (G2) entre les premières languettes de guidage (92) faisant saillie dans l’alvéole (40) considérée et à la distance (Ge) entre les deuxièmes languettes de guidage (96) faisant saillie dans l’alvéole (40) considérée.
2. 2. Cage monobloc selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en considérant chacune des alvéoles (40), les languettes de retenues (94) des deux ponts (32) délimitant l’alvéole (40) considérée sont situées à une plus grande distance de l'axe géométrique caractéristique (A) de l’alvéole (40) considérée que les premières et deuxièmes languettes de guidage (92, 96) des deux ponts (32) délimitant l’alvéole (40) considérée.
3. 3. Cage monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cage monobloc (16) est toute entière contenue à l'intérieur d’une enveloppe cylindrique (62) alignée sur l’axe de symétrie (S) et ayant pour diamètre le diamètre extérieur (Φ) du premier anneau (28), le premier tronçon (82) de chacun des ponts (32) étant tangent à l’enveloppe cylindrique (62).
4. 4. Cage monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier tronçon (82) de chacun des ponts est rectiligne.
5. 5. Cage monobloc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cage monobloc définit une enveloppe tronconique (66) centrée sur l’axe de symétrie (S) et présentant un angle solide supérieur au cône primitif (C), le deuxième tronçon (86) de chacun des ponts (32) étant tangent à l'enveloppe tronconique (66).
6. 6. Cage monobloc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce le deuxième tronçon (86) de chacun de ponts (32) est rectiligne.
7. 7. Cage monobloc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque languette de retenue (94) est située à une intersection entre le premier tronçon (82) et le deuxième tronçon (86).
8. 8. Cage monobloc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cage monobloc (16) est en tôle, préférentiellement en tôle emboutie.
9. 9. Cage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface de révolution (S) a une génératrice en arc de cercle.
10. 10. Roulement sphérique (10) comportant : une bague extérieure monobloc (12) sur laquelle est formé un chemin de roulement sphérique (20) ; une bague intérieure (14) sur laquelle est formé au moins un premier chemin de roulement intérieur (22) ; au moins une première cage monobloc (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, correspondant au premier chemin de roulements de la bague intérieure (14) ; et des rouleaux (18) disposés dans les alvéoles (40) de la première cage monobloc (16), entre la bague intérieure (14) et la bague extérieure monobloc (12) et de manière à former au moins une première rangée de rouleaux (18) roulant sur le chemin de roulement sphérique (20) et le premier chemin de roulement intérieur (22), les axes de rotation des rouleaux étant situés sur le cône primitif de la première cage monobloc (16).
11. 11. Roulement sphérique selon la revendication 10, caractérisé en ce que sur la bague intérieure (14) est formé un deuxième chemin de roulement intérieur (22), le roulement sphérique (10) comportant en outre une deuxième cage monobloc (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, correspondant au deuxième chemin de roulement intérieur (22), les rouleaux formant une deuxième rangée de rouleaux (18) roulant sur le chemin de roulement sphérique (20) et le deuxième chemin de roulement intérieur (22), les axes de rotation des rouleaux de la deuxième rangée (18) étant situés sur le cône primitif de la deuxième cage monobloc (16).
12. 12. Roulement sphérique selon l’une quelconque des revendications 10 à 11, le deuxième anneau (30) de chaque cage monobloc (16) comporte une face cylindrique (48) tournée radialement vers l’intérieur en regard d’une surface correspondante (26) de la bague intérieure (14) tournée radialement vers l'extérieur.
13. 13. Roulement sphérique selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en outre en ce que la bague extérieure monobloc présente une hauteur H, et un diamètre de fond de chemin de roulement F, tels que : H - > 0,35 F
14. 14. Roulement sphérique selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en outre en ce que la bague extérieure monobloc (12) a un diamètre intérieur (<t>max) qui est plus grand que le premier diamètre extérieur (Φ) de chaque cage monobloc (22).