WO2008090295A2 - Cage pour roulement a billes - Google Patents

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WO2008090295A2
WO2008090295A2 PCT/FR2007/052519 FR2007052519W WO2008090295A2 WO 2008090295 A2 WO2008090295 A2 WO 2008090295A2 FR 2007052519 W FR2007052519 W FR 2007052519W WO 2008090295 A2 WO2008090295 A2 WO 2008090295A2
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cage
heel
claws
free spaces
cells
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PCT/FR2007/052519
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WO2008090295A3 (fr
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Armel Louis Doyer
Alexandre Manceau
Frank Berens
Jos Holsnijders
Joop Vree
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Aktiebolaget Skf
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Publication date
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Priority to CN2007800502576A priority patent/CN101627217B/zh
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6603—Special parts or details in view of lubrication with grease as lubricant
    • F16C33/6607—Retaining the grease in or near the bearing
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/20—Application independent of particular apparatuses related to type of movement
    • F16C2300/22—High-speed rotation

Definitions

  • the present invention relates to the field of bearing cages, in particular the cages made of synthetic material used in ball bearings, in particular with deep grooves, in order to ensure the proper circumferential spacing between the balls.
  • the invention also relates to bearing cages for high speed operation.
  • Such types of cages have a generally annular shape with spherical cells in which the balls are partially housed.
  • the balls are held in the cells by claws arranged in pairs opposite the heel of the cage.
  • the spherical cells have a diameter slightly greater than that of the balls, so that a certain functional clearance between beads and cells exists.
  • the document JP 2003-035 317 (NSK) or the patent application US 2002/1 14550 disclose a cage provided, between two cells, with a deep groove extending from a radial face opposite the claws up to near the claws. Notches are provided from the groove to the bore of the cage.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks.
  • the invention also aims to reduce the radial deformations of the end of the cage opposite the heel while helping to improve the circulation of the lubricant inside the bearing.
  • the ball bearing cage comprises a generally annular shaped body and claws.
  • the body comprises a heel of substantially annular shape and a substantially axial portion connecting to the heel and in which are formed cells for the balls.
  • the substantially axial portion supports said claws on the axially opposite side to the heel.
  • the outer diameter of the bead is greater than that of the axial portion so that said axial portion is thinner radially than the bead.
  • the cage comprises an axial partition disposed between the cells and extending axially from the end of the heel opposite the claws to the claws radially delimiting external and internal free spaces located radially on either side of said partition.
  • the cage is thus lightened while creating lubricant reservoirs and circulation channels.
  • a structure is particularly advantageous because of the existence of a heel of greater thickness and an axial partition which extends axially from the outer cylindrical surface of the heel opposite the claws, to the claws, so as to define outside and inside free spaces.
  • the outer space preferably opens on each side of the heel so as to improve lubrication.
  • the outer free spaces form cavities axially crossing the heel of the cage and opening axially on both sides of said heel.
  • the lubricant can move to the rolling elements.
  • the inner free spaces form recesses open axially towards the face of the heel opposite the claws and radially inward. A large amount of lubricant can be stored there.
  • the axial partition comprises at least one opening allowing communication between the outer free spaces and the inner free spaces facing each other.
  • Said opening may have the shape of a notch formed in the axial partition from the end of the heel opposite the claws.
  • the axial partition extends between the cells in the circumferential direction and is disposed substantially in a circle. Stiffening of the cells is thus ensured.
  • the fact that the partition extends from the outer surface of the heel opposite the claws to the base of the claws ensures excellent rigidity of the cage.
  • the outer diameter of the axial partition is substantially equal to the pitch diameter of the cage.
  • the outer diameter of said substantially axial portion is smaller than the outer diameter of the heel.
  • the rolling bearing may comprise balls mounted in the cells of a cage and disposed between two raceways.
  • two different lubricants are disposed, at least one being positioned in the inner free spaces.
  • the grease can flow axially through the inner and outer free spaces to return to the vicinity of the balls.
  • the internal free spaces form at the same time fat reserves located near the balls and thus allowing the grease to slowly diffuse lubricant towards the balls.
  • the free spaces form channels allowing the free axial circulation of the grease between the two sides of the bead of the cage, which greatly improves the general lubrication.
  • the general structure of the cage is lightened, thereby saving material and reducing the weight of the cage which is interesting for many applications and whose The effect is also to reduce the centrifugal effect of high speeds of rotation.
  • the cage is rigid thanks to the ribs formed by the cell edges and the axial wall connecting the cell edges and extending from the end of the opposite heel to the claws to the base of the claws.
  • the zone of contact between the balls and the cells being substantially at the radial level of the axial partition, the circumferential forces due to the impacts generated by the balls on the cells during operation are thus taken up by said partition and do not cause no significant deformations or noticeable local constraints of the cage.
  • an axial thickness identical to that of the interior of the cell can be maintained, thus forming a rib providing good rigidity.
  • the weight gain of a cage can be of the order of 20 to 30%, for example 25%, while the radial deformation can be reduced by about 30 to 40%, for example
  • a bearing can be used at a speed of rotation that is 17% greater than a bearing equipped with a conventional cage, for example 700 000 ndm instead of 600 000 ndm, the ndm being a speed factor resulting from the produces rotational speed in rpm by the pitch diameter of the bearing in mm.
  • the ndm is representative of the linear speed of movement of the balls.
  • the cage also allows, for a given speed, use with higher operating temperatures than in the case of a conventional cage, and this thanks to the reduction of the deformation and increased space available for the lubricant.
  • the operating temperature limit can be extended from 120 ° C. to 150 ° C.
  • reducing the amount of material forming the cage has a significant effect of reducing the cost of raw material.
  • FIG. 1 is a perspective and exploded view of a rolling bearing according to one aspect of the invention
  • Figure 2 is another perspective view of the bearing of Figure 1
  • - Figure 3 is a perspective view of a rolling bearing cage presented from the front
  • Figure 4 is a perspective view of another cage presented from the rear
  • Figure 5 is a half-view in cross-section through an axial plane of the cage of Figure 3
  • Figure 6 is a detail view of the cage of Figure 3
  • Figure 7 is a partial rear view of a cage according to another embodiment
  • - Figure 8 is a partial perspective view of the cage of Figure 7.
  • the rolling bearing comprises an outer ring 1, an inner ring 2, a row of rolling elements 3, here balls, and a cage 4 for maintaining the circumferential spacing of the elements.
  • Sealing flanges or seals may be attached to the outer ring 1 and provide a frictional or narrow seal with an inner ring surface 2.
  • the outer rings 1 and inner 2 are of the deep groove type, for example obtained by machining a portion of a tube or a ring blank forged or laminated.
  • the outer ring 1 comprises a cylindrical axial outer surface 1a, opposite radial end surfaces 1b and 1c, and a bore from which is formed a raceway 1d for the rolling elements 3.
  • the inner ring 2 comprises a cylindrical bore 2a, two opposite radial frontal surfaces 2b and 2c and an outer surface from which is formed a rolling track 2d for the rolling elements 3.
  • the outer ring 1 is provided with two symmetrical grooves in which the flanges of sealing, on the side of the radial surface Ib and the radial surface I c.
  • the cage 4 is better visible in Figures 3 and 4 and comprises a body 5 of generally annular shape and claws 6.
  • the cage 4 may be a single piece, for example molded polyamide, by injection such as PA 6.6.
  • the body 5 comprises a heel 7 of generally annular shape and an axial portion 8 defining a plurality of cells 9 for the rolling elements 3.
  • the cells 9 are spherical or quasi-spherical.
  • the claws 6 also contribute to defining the cells 9.
  • the heel 7 has an outer diameter greater than that of the axial portion 8 and a substantially equal inner diameter.
  • a bead having an inside diameter slightly different from that of the axial portion 8 could be provided.
  • the axial portion 8 has an axial length at least equal to the half of the diameter of the cells 9, so that that the rolling elements 3 can be properly retained in the cells 9.
  • the outer diameter of the substantially axial portion 8 is close to the pitch diameter of the cage, for example in the range defined between the pitch diameter of the cage minus the thickness radial of the heel and the primitive diameter of the cage plus half of the radial thickness of the heel.
  • the pitch diameter of the cage is the diameter of the fictitious circle passing through the center of the fictitious spheres defining the cells 9.
  • the axial portion 8 forms a protuberance comprising two branches 10 in an arc of a circle each terminating in a claw 6 opposite the heel 7.
  • the axial portion 8 also comprises a rib 12 connecting the ends of the branches 10 associated with two adjacent cells, axially opposite the heel
  • the rib 12 provides a spacer function. Beyond the rib 12, extend the claws 6.
  • the branches 10, the claws 6 and the rib 12 may have a substantially equal radial thickness.
  • the branches 10 form ribs with a sufficient surface to define the cells 9 retaining the rolling elements 3.
  • the branches 10 may have a substantially constant thickness from a rib 12 to the next rib 12.
  • the cage 1 also comprises a connection 13 situated at the base of each leg 10 and forming an interface between the heel 7 and the leg 10.
  • the connection 13 has a rounded profile in cross-section and has a decreasing radial thickness going from heel 7 towards the branch 10.
  • the connection 13 may have an axial length of the order of 15 to 30% of the axial length of the substantially axial portion 8.
  • the cage also comprises an axial partition 14 connecting two branches 10 of two neighboring cells 9.
  • the axial partition 14 has a small radial thickness, for example less than half the radial thickness of the branches 10, and extends axially between the base surface or outer cylindrical surface 7a of the heel 7 and the base of the claws 6.
  • the partition 14 is disposed at a radial distance from the internal face of the axial portion 8 and is substantially flush with the outer periphery of said axial portion 8, leaving free internal spaces 15 and outer free spaces 16 as can be seen on the drawings. Figures 3, 5 and 6.
  • the partition 14 may be slightly recessed radially relative to the periphery of the axial portion 8 as in Figure 4.
  • the internal free spaces 15 extend axially between the rib 12 and the end face 7a of the heel 7 on which said internal free spaces 15 open.
  • the spaces The inner free spaces 15 are delimited radially outwards by the axial partition 14 and open inwards into the bore of the cage 4.
  • the internal free spaces 15 are also defined in the circumferential direction by the branches 10 of two neighboring cells. 9.
  • the internal free spaces 15 pass through the heel 7 and at least partially the substantially axial portion 8.
  • the free spaces 16 are formed in the heel 7 and in the connection 13, see more particularly Figures 5 and 6.
  • the outer free spaces 16 are in the form of an arcuate slot according to the general curvature of the heel 7 opening on the end surface 7a of the heel 7 by an oblong opening and opening on the opposite side in the connection 13 by an equally oblong opening.
  • the outer free spaces 16 may extend axially over the periphery of the axial portion to form cuvets 16a radially recessed with respect to the outer edge of the cells (see Figure 4).
  • the radial dimension of the outer free spaces 16 can be reduced by going from the end surface 7a of the heel 7 to the connection 13, see FIG. 5.
  • the angular dimension of the outer free spaces 16 can decrease by going from end surface 7a of the heel 7 to the connection 13.
  • the outer free spaces 16 may be located slightly beyond the pitch diameter of the cage 4.
  • the outer free spaces 16 are formed radially beyond the branches 10 which can maintain a high rigidity.
  • the pitch diameter of the cage may be flush with the outer surface of the substantially axial portion 8.
  • the heel 7, angularly at the level of the outer free spaces 16, is divided into two rings, radially spaced inner 17 and outer 18, thus making it possible to leave said external free spaces
  • the rings 17 and 18 which start from the outer base surface 7a of the heel 7, meet at the right of the cells 9 by merging with the branches 10 to form a common trunk.
  • the balls mainly come into contact with an area 19 of the cells 9 which is relatively limited in area and located axially at the level of the ribs 12.
  • the forces exerted by a ball on the contact zone 19 a cage 4 is therefore taken over, not only by the corresponding branch 10, but also by the rib 12 and the branch 10 of the next cell.
  • the force exerted along a tangent to the cell 9 is also taken up by the axial partition 14.
  • the cage 4 thus has excellent rigidity to the circumferential forces exerted by the balls on said cages.
  • the recessed structure of the cage 4 in particular thanks to the free spaces 15 and 16, allows a lightening of the mass of the cage 4 by reducing the quantity of material used, hence a reduction of the centrifugal forces during a high speed rotation.
  • the radial rigidity is nevertheless quite satisfactory, especially thanks to the ribs 12 and the branches 10 which have a significant radial thickness. This prevents annoying deformation of the cage 4 towards the outside, in particular at the level of the claws 6.
  • the presence of the internal free spaces 15 makes it possible to have a large reserve of lubricant close to the cells 9 and the rolling elements 3
  • the outer free spaces 16 may also provide a lubricant reservoir function and a lubricant circulation channel function from the end surface 7a side of the bead 7 to the connection 13.
  • the lubricant emerging from the opening of the the external free space 16 in the connection 13 can either move outwards by centrifugal effect and join the race I d of the outer ring 1, or move angularly and join the rolling elements 3 arranged in the cells 9 .
  • Notches 20 are formed in the axial partition 14 from the end surface 7a of the heel 7.
  • notches 20 form an interruption in the inner ring 17.
  • the notches 20 put in communication the internal free spaces 15 and outer 16 and this, in the overall size of the cage 4, and thus allow a lubricant circulation of space free interior 15 to the internal free space 16 and therefore, a better circulation of the lubricant to the raceway I d of the outer ring 1 or to the rolling elements 3 disposed in the cells 9.
  • the notches 20 are found particularly useful in the case where the axial distance between the end surface 7a of the heel 7 and the sealing flange of the bearing is low, which is often the case in compact bearings.
  • a lubricant for example a grease
  • a low-life lubricant is provided on the outside of the cage, in particular in the outer free spaces 16 and a long-life lubricant on the bore side of the cage, Particularly in internal clearances 15.
  • the low-life lubricant is centrifuged to the outer race I d as soon as the bearing is rotated to ensure immediate lubrication.
  • the long-life lubricant takes over the low-life lubricant by diffusing more slowly through the bearing.
  • the low-life lubricant is disposed outside the cage and the long-life lubricant is disposed in the inner and outer free spaces 16.
  • the lubricants may be greases of different viscosities.
  • the cage also has the advantage of facilitating the cleaning of the bearing, a step that takes place after the establishment of the cage, during the assembly process. Indeed, the cleaning liquid introduced into the bearing can circulate more easily between the outer ring 1 and inner 2 and thus more effectively cause polluting particles that could otherwise remain in the bearing and be detrimental to its proper operation.
  • the axial partitions 14 are stiffened radially by the branches 10 and the ribs 12 which have a much greater radial thickness. The cage is therefore suitably stiffened both in the radial direction and in the angular direction.

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Abstract

Cage 4 pour roulement à billes comprenant un corps 5 de forme générale annulaire et des griffes 6, le corps 5 comprenant un talon 7 de forme sensiblement annulaire et une portion sensiblement axiale 8 se raccordant au talon 7 et dans laquelle sont ménagées des alvéoles 9 pour les billes 3, la portion sensiblement axiale 8 supportant lesdites griffes 6 du côté axialement opposé au talon 7, la cage 4 comprenant une cloison axiale 14 disposée entre les alvéoles 9 et s'étendant axialement de l'extrémité du talon 7 opposée aux griffes 6 vers les griffes 6 en délimitant radialement des espaces libres extérieurs 16 et intérieurs 15 situés radialement de part et d autre de la dite cloison 14.

Description

Cage pour roulement à billes
La présente invention concerne le domaine des cages pour roulement, en particulier les cages en matériau synthétique utilisées dans les roulements à billes, notamment à gorge profonde, afin d' assurer l'espacement circonférentiel convenable entre les billes. L 'invention concerne également les cages pour roulement destinées à un fonctionnement à haute vitesse.
De tels types de cages présentent une forme générale annulaire avec des alvéoles sphériques dans lesquelles viennent se loger partiellement les billes. Les billes sont retenues dans les alvéoles par des griffes disposées par paires à l' opposé du talon de la cage. Les alvéoles sphériques possèdent un diamètre très légèrement supérieur à celui des billes, afin qu'un certain jeu fonctionnel entre billes et alvéoles existe.
Le document JP 2003-035 317 (NSK) ou la demande de brevet US 2002/1 14550 décrivent une cage pourvue, entre deux alvéoles, d'une rainure profonde s' étendant à partir d'une face radiale opposée aux griffes jusqu' à proximité des griffes. Des encoches sont prévues à partir de la rainure vers l' alésage de la cage.
Le brevet US 4 938 613 comme la demande de brevet JP 2005- 514259 décrivent des cages d'épaisseur constante.
Lorsque le roulement tourne à haute vitesse, sous l' effet de la force centrifuge, la cage est soumise à des contraintes qui tendent à déformer ladite cage, principalement dans le sens radial, et à la mettre en parapluie, c 'est-à-dire à donner à la cage une forme conique par augmentation du diamètre du côté des griffes. De telles déformations ont des conséquences nuisibles au bon fonctionnement du roulement. En effet, les bords d' alvéoles viennent serrer contre les billes, provoquant une augmentation du couple de frottement et un effet de raclage du lubrifiant, conduisant rapidement à une dégradation accélérée des conditions de lubrification du roulement. Il existe également un risque d' entrée en contact des extrémités des griffes avec l' alésage de la bague extérieure du roulement, risquant de provoquer une usure excessive de la cage.
Par ailleurs, du fait des vitesses élevées de rotation auxquelles est soumis le roulement, la graisse a tendance à être centrifugée vers l' extérieur dans des zones où elle a tendance à stagner et où la graisse ne contribue que très peu à la lubrification efficace des billes.
L 'invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
L 'invention a également pour but de diminuer les déformations radiales de l' extrémité de la cage opposée au talon tout en contribuant à améliorer la circulation du lubrifiant à l' intérieur du roulement.
La cage pour roulement à billes comprend un corps de forme générale annulaire et des griffes. Le corps comprend un talon de forme sensiblement annulaire et une portion sensiblement axiale se raccordant au talon et dans laquelle sont ménagées des alvéoles pour les billes. La portion sensiblement axiale supporte lesdites griffes du côté axialement opposé au talon. Le diamètre extérieur du talon est supérieur à celui de la portion axiale de sorte que ladite portion axiale est moins épaisse radialement que le talon. La cage comprend une cloison axiale disposée entre les alvéoles et s ' étendant axialement depuis l' extrémité du talon opposée aux griffes vers les griffes en délimitant radialement des espaces libres extérieurs et intérieurs situés radialement de part et d'autre de ladite cloison.
On allège ainsi la cage tout en créant des réservoirs de lubrifiant et des canaux de circulation. Une telle structure est particulièrement avantageuse du fait de l'existence d'un talon d'épaisseur plus importante et d'une cloison axiale qui s'étend axialement depuis la surface cylindrique extérieure du talon opposée aux griffes, vers les griffes, de façon à définir des espaces libres extérieur et intérieur. L'espace extérieur débouche de préférence de chaque côté du talon de façon à améliorer la lubrification.
Dans un mode de réalisation, les espaces libres extérieurs forment des cavités traversant axialement le talon de la cage et débouchant axialement de part et d' autre dudit talon. Le lubrifiant peut se déplacer vers les éléments roulants.
Dans un mode de réalisation, les espaces libres intérieurs forment des renfoncements ouverts axialement vers la face du talon opposée aux griffes et radialement vers l'intérieur. Une quantité importante de lubrifiant peut y être stockée.
Dans un mode de réalisation, la cloison axiale comprend au moins une ouverture permettant une communication entre les espaces libres extérieurs et les espaces libres intérieurs situés en regard. Ladite ouverture peut présenter la forme d'une encoche ménagée dans la cloison axiale à partir de l 'extrémité du talon opposée aux griffes.
Dans un mode de réalisation, la cloison axiale s 'étend entre les alvéoles dans le sens circonférentiel et est disposée sensiblement suivant un cercle. Un raidissement des alvéoles est ainsi assuré. Le fait que la cloison s'étende depuis la surface extérieure du talon opposée aux griffes jusqu'à la base des griffes assure une excellente rigidité de la cage.
Dans un mode de réalisation, le diamètre extérieur de la cloison axiale est sensiblement égal au diamètre primitif de la cage.
Dans un mode de réalisation, le diamètre extérieur de ladite portion sensiblement axiale est inférieur au diamètre extérieur du talon.
Le palier à roulement peut comprendre des billes montées dans les alvéoles d'une cage et disposées entre deux pistes de roulement.
Dans un mode de réalisation, deux lubrifiants différents sont disposés, au moins l'un étant positionné dans les espaces libres intérieurs.
Grâce à l'invention, la graisse peut circuler axialement par les espaces libres intérieurs et extérieurs afin de revenir à proximité des billes. Les espaces libres intérieurs forment à la fo is des réserves de graisse situées à proximité des billes et permettant ainsi à la graisse de diffuser lentement du lubrifiant vers les billes. D ' autre part, les espaces libres forment des canaux permettant la libre circulation axiale de la graisse entre les deux côtés du talon de la cage, ce qui améliore grandement la lubrification générale. En outre, de par ses espaces libres, la structure générale de la cage s' en trouve allégée, d' où une économie de matière et une réduction de la masse de la cage qui s' avère intéressante pour de nombreuses applications et dont l' effet est également de diminuer l'effet centrifuge des hautes vitesses de rotation. La cage est bien rigide grâce aux nervures formées par les bords d'alvéoles et la cloison axiale reliant les bords d'alvéoles et s' étendant de l' extrémité du talon opposée aux griffes jusqu' à la base des griffes.
En outre, la zone de contact entre les billes et les alvéoles se faisant sensiblement au niveau radial de la cloison axiale, les efforts circonférentiels dus aux impacts générés par les billes sur les alvéoles lors du fonctionnement sont ainsi repris par ladite cloison et n' occasionnent pas de déformations importantes ou de contraintes locales notoires de la cage.
On peut conserver en bordure d' alvéole une épaisseur axiale identique à celle de l'intérieur de l' alvéole, formant ainsi une nervure assurant une bonne rigidité. On bénéficie des effets de la réduction de masse de la cage, de l' accroissement de l' espace disponible pour la graisse tout en conservant une rigidité suffisante pour réduire les déformations radiales de la cage. Le gain de masse d'une cage peut être de l'ordre de 20 à 30%, par exemple 25%, tandis que la déformation radiale peut être réduite d'environ 30 à 40%, par exemple
35%. Grâce à la cage, on peut utiliser un roulement à une vitesse de rotation supérieure de 17% à un roulement équipé d'une cage conventionnelle, par exemple 700 000 ndm au lieu de 600 000 ndm, le ndm étant un facteur de vitesse résultant du produit de la vitesse de rotation en t/mn par le diamètre primitif du roulement en mm. Le ndm est représentatif de la vitesse linéaire de déplacement des billes.
La cage permet également, pour une vitesse donnée, une utilisation avec des températures de fonctionnement plus élevées que dans le cas d'une cage conventionnelle, et ce grâce à la réduction de la déformation et à l'accroissement de l' espace disponible pour le lubrifiant. Par exemple, pour une cage en polyamide PA66 chargé de fibres de verre, on peut repousser la limite de température d'utilisation de 1200C à 1500C . En outre, la réduction de la quantité de matière formant la cage a un effet significatif de réduction de coût de matière première.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d' exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective et en éclaté d'un palier à roulement selon un aspect de l' invention ; la figure 2 est une autre vue en perspective du roulement de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une cage du palier à roulement présentée de face ; la figure 4 est une vue en perspective d'une autre cage présentée de l'arrière ; la figure 5 est une demi-vue en coupe transversale par un plan axial de la cage de la figure 3 ; la figure 6 est une vue de détail de la cage de la figure 3 ; la figure 7 est une vue arrière partielle d'une cage selon un autre mode de réalisation ; et - la figure 8 est une vue partielle en perspective de la cage de la figure 7.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , le palier à roulement comprend une bague extérieure 1 , une bague intérieure 2, une rangée d' éléments roulants 3 , ici des billes, et une cage 4 de maintien de l' espacement circonférentiel des éléments roulants 3. Des flasques d' étanchéité ou des joints, non représentés, peuvent être fixés sur la bague extérieure 1 et venir former une étanchéité frottante ou par passage étroit avec une portée de bague intérieure 2. Les bagues extérieures 1 et intérieures 2 sont du type à gorge profonde, par exemple obtenues par usinage d'une portion de tube ou d'une ébauche annulaire forgée ou laminée. La bague extérieure 1 comprend une surface extérieure axiale cylindrique l a, des surfaces frontales radiales opposées Ib et I c, et un alésage à partir duquel est formé un chemin de roulement I d pour les éléments roulants 3. La bague intérieure 2 comprend un alésage cylindrique 2a, deux surfaces frontales radiales opposées 2b et 2c et une surface extérieure à partir de laquelle est formée une piste de roulement 2d pour les éléments roulants 3. La bague extérieure 1 est munie de deux rainures symétriques dans lesquelles peuvent être emmanchés les flasques d' étanchéité, du côté de la surface radiale Ib et de la surface radiale I c.
La cage 4 est mieux visible sur les figures 3 et 4 et comprend un corps 5 de forme générale annulaire et des griffes 6. La cage 4 peut être une pièce monobloc, par exemple en polyamide moulé, par injection tel que du PA 6.6. Le corps 5 comprend un talon 7 de forme générale annulaire et une partie axiale 8 définissant une pluralité d' alvéoles 9 pour les éléments roulants 3. Les alvéoles 9 sont de forme sphérique ou quasi-sphérique. Les griffes 6 contribuent également à définir les alvéoles 9.
Le talon 7 présente un diamètre extérieur supérieur à celui de la partie axiale 8 et un diamètre intérieur sensiblement égal. Toutefois, à titre de variante, on pourrait prévoir un talon présentant un diamètre intérieur légèrement différent de celui de la partie axiale 8. La partie axiale 8 présente une longueur axiale au moins égale à la mo itié du diamètre des alvéoles 9, de telle sorte que les éléments roulants 3 puissent être convenablement retenus dans les alvéoles 9. Le diamètre extérieur de la portion sensiblement axiale 8 est proche du diamètre primitif de la cage, par exemple compris dans la plage définie entre le diamètre primitif de la cage moins l' épaisseur radiale du talon et le diamètre primitif de la cage plus la moitié de l' épaisseur radiale du talon. Le diamètre primitif de la cage est le diamètre du cercle fictif passant par le centre des sphères fictives définissant les alvéoles 9. Entre deux alvéoles 9 voisines, la partie axiale 8 forme une protubérance comprenant deux branches 10 en arc de cercle chacune se terminant par une griffe 6 à l' opposé du talon 7. La partie axiale 8 comprend également une nervure 12 reliant les extrémités des branches 10 associées à deux alvéoles voisines, axialement à l'opposé du talon
7. La nervure 12 assure une fonction d' entretoise. Au-delà de la nervure 12, s ' étendent les griffes 6. Les branches 10, les griffes 6 et la nervure 12 peuvent présenter une épaisseur radiale sensiblement égale. Les branches 10 forment des nervures offrant une surface suffisante pour définir les alvéoles 9 de retenue des éléments roulants 3. Les branches 10 peuvent présenter une épaisseur sensiblement constante en allant d'une nervure 12 à la nervure 12 suivante.
La cage 1 comprend également un raccordement 13 situé à la base de chaque branche 10 et formant interface entre le talon 7 et la branche 10. Le raccordement 13 possède un profil arrondi en section droite et présente une épaisseur radiale décroissante en allant du talon 7 vers la branche 10. Le raccordement 13 peut présenter une longueur axiale de l'ordre de 15 à 30 % de la longueur axiale de la partie sensiblement axiale 8. La cage comprend également une cloison axiale 14 reliant deux branches 10 de deux alvéoles 9 voisines. La cloison axiale 14 présente une faible épaisseur radiale, par exemple inférieure à la moitié de l' épaisseur radiale des branches 10, et s 'étend axialement entre la surface de base ou surface cylindrique extérieure 7a du talon 7 et la base des griffes 6. La cloison 14 est disposée à distance radiale de la face interne de la partie axiale 8 et vient sensiblement affleurer la périphérie externe de ladite partie axiale 8 , laissant subsister des espaces libres intérieurs 15 et des espaces libres extérieurs 16 comme on peut le voir sur les figures 3 , 5 et 6. La cloison 14 peut être légèrement en retrait radial par rapport à la périphérie de la portion axiale 8 comme sur la figure 4.
En d' autres termes, les espaces libres intérieurs 15 s ' étendent axialement entre la nervure 12 et la face d' extrémité 7a du talon 7 sur laquelle lesdits espaces libres intérieurs 15 débouchent. Les espaces libres intérieurs 15 sont délimités radialement vers l' extérieur par la cloison axiale 14 et débouchent vers l' intérieur dans l'alésage de la cage 4. Les espaces libres intérieurs 15 sont également délimités dans le sens circonférentiel par les branches 10 de deux alvéoles voisines 9. Les espaces libres intérieurs 15 traversent le talon 7 et au moins partiellement la partie sensiblement axiale 8.
Les espaces libres 16 sont ménagés dans le talon 7 et dans le raccordement 13 , voir plus particulièrement les figures 5 et 6. Les espaces libres extérieurs 16 se présentent sous la forme d'une fente arquée suivant la courbure générale du talon 7 débouchant sur la surface d' extrémité 7a du talon 7 par une ouverture de forme oblongue et débouchant du côté opposé dans le raccordement 13 par une ouverture également oblongue. Les espaces libres extérieurs 16 peuvent s ' étendre axialement sur la périphérie de la portion axiale pour former des cuvettes 16a radialement en retrait par rapport au bord extérieur des alvéoles (voir figure 4). La dimension radiale des espaces libres extérieurs 16 peut se réduire en allant de la surface d' extrémité 7a du talon 7 jusqu' au raccordement 13 , voir figure 5. De même, la dimension angulaire des espaces libres extérieurs 16 peut diminuer en allant de la surface d' extrémité 7a du talon 7 jusqu'au raccordement 13. Les espaces libres extérieurs 16 peuvent être situés légèrement au-delà du diamètre primitif de la cage 4. Ainsi, les espaces libres extérieurs 16 sont ménagés radialement au-delà des branches 10 qui peuvent conserver une rigidité élevée. A titre d' exemple, le diamètre primitif de la cage peut affleurer la surface extérieure de la partie sensiblement axiale 8.
Comme on le voit particulièrement sur la figure 4, le talon 7, angulairement au niveau des espaces libres extérieurs 16, est divisé en deux anneaux, intérieur 17 et extérieur 18 espacés radialement permettant ainsi de laisser subsister lesdits espaces libres extérieurs
16. Les anneaux 17 et 18 qui partent de la surface extérieure de base 7a du talon 7, se rejoignent au droit des alvéoles 9 en se confondant avec les branches 10 pour former un tronc commun. Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 6, les billes entrent principalement en contact avec une zone 19 des alvéoles 9 relativement limitée en surface et située axialement au niveau des nervures 12. Les efforts exercés par une bille sur la zone de contact 19 d'une cage 4 est donc reprise, non seulement par la branche 10 correspondante, mais également par la nervure 12 et la branche 10 de l'alvéole suivante. L ' effort qui s 'exerce suivant une tangente à l'alvéole 9 est également repris par la cloison axiale 14. La cage 4 présente donc une excellente rigidité aux efforts circonférentiels exercés par les billes sur lesdites cages.
Par ailleurs, la structure évidée de la cage 4, notamment grâce aux espaces libres 15 et 16, permet un allégement de la masse de la cage 4 par diminution de la quantité de matière mise en œuvre d' où une réduction des forces centrifuges lors d'une rotation à haute vitesse. La rigidité radiale est néanmoins tout à fait satisfaisante, notamment grâce aux nervures 12 et aux branches 10 qui présentent une épaisseur radiale significative. On évite ainsi une déformation gênante de la cage 4 vers l' extérieur, en particulier au niveau des griffes 6. La présence des espaces libres intérieurs 15 permet de disposer d'une réserve importante de lubrifiant à proximité des alvéoles 9 et des éléments roulants 3. Les espaces libres extérieurs 16 peuvent également assurer une fonction de réservoir de lubrifiant et une fonction de canal de circulation de lubrifiant provenant du côté de la surface d' extrémité 7a du talon 7 vers le raccordement 13. Le lubrifiant débouchant de l' ouverture de l'espace libre extérieur 16 dans le raccordement 13 peut soit se déplacer vers l' extérieur par effet centrifuge et rejoindre le chemin de roulement I d de la bague extérieure 1 , soit se déplacer angulairement et rejoindre les éléments roulants 3 disposés dans les alvéoles 9.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, les références des éléments semblables au mode de réalisation précédent ont été conservées. Des encoches 20 sont ménagées dans la cloison axiale 14 à partir de la surface d' extrémité 7a du talon 7. Ainsi, les encoches 20 forment une interruption dans l'anneau intérieur 17. Les encoches 20 mettent en communication les espaces libres intérieur 15 et extérieur 16 et ce, dans l' encombrement global de la cage 4, et permettent ainsi une circulation de lubrifiant de l' espace libre intérieur 15 vers l' espace libre intérieur 16 et par conséquent, une meilleure circulation du lubrifiant vers le chemin de roulement I d de la bague extérieure 1 ou encore vers les éléments roulants 3 disposés dans les alvéoles 9. Les encoches 20 s ' avèrent particulièrement utiles dans le cas où la distance axiale entre la surface d'extrémité 7a du talon 7 et le flasque d' étanchéité du roulement est faible, ce qui est souvent le cas dans les roulements compacts.
Dans un mode de réalisation, un lubrifiant, par exemple une graisse, est disposée dans les espaces libres intérieurs et extérieurs formant réservoir de lubrifiant. Dans un autre mode de réalisation, on dispose un lubrifiant de faible durée de vie sur l' extérieur de la cage, notamment dans les espaces libres extérieurs 16 et un lubrifiant à longue durée de vie du côté de l'alésage de la cage, en particulier dans les espaces libres intérieurs 15. Le lubrifiant à faible durée de vie est centrifugé vers le chemin de roulement extérieur I d dès la mise en rotation du roulement afin d' assurer une lubrification immédiate. Le lubrifiant à longue durée de vie prend le relais du lubrifiant à faible durée de vie en se diffusant plus lentement dans le roulement. Dans une variante, le lubrifiant à faible durée de vie est disposé à l' extérieur de la cage et le lubrifiant à longue durée de vie est disposé dans les espaces libres intérieur 15 et extérieur 16. Les lubrifiants peuvent être des graisses de viscosités différentes.
La cage présente également l'avantage de faciliter le nettoyage du roulement, étape qui a lieu après la mise en place de la cage, lors du processus de montage. En effet, le liquide de nettoyage introduit dans le roulement peut circuler plus facilement entre les bagues extérieure 1 et intérieure 2 et entraîner ainsi plus efficacement les particules polluantes qui pourraient autrement rester dans le roulement et s 'avérer nuisible à son bon fonctionnement. Comme on le voit particulièrement bien sur les figures 4 à 8, les cloisons axiales 14 sont rigidifiées radialement par les branches 10 et les nervures 12 qui présentent une épaisseur radiale nettement plus importante. La cage est donc convenablement rigidifiée tant dans le sens radial que dans le sens angulaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cage (4) pour roulement à billes comprenant un corps (5) de forme générale annulaire et des griffes (6), le corps (5) comprenant un talon (7) de forme sensiblement annulaire et une portion sensiblement axiale (8) se raccordant au talon (7) et dans laquelle sont ménagées des alvéoles (9) pour les billes (3), la portion sensiblement axiale (8) supportant lesdites griffes (6) du côté axialement opposé au talon (7), caractérisée par le fait que le diamètre extérieur du talon (7) est supérieur à celui de la portion axiale (8) et que la cage comprend une cloison axiale ( 14) disposée entre les alvéoles (9) et s' étendant axialement de l' extrémité du talon (7) opposée aux griffes (6) vers les griffes (6) en délimitant radialement des espaces libres extérieurs ( 16) et intérieurs ( 15) situés radialement de part et d' autre de ladite cloison ( 14).
2. Cage selon la revendication 1 , dans laquelle les espaces libres extérieurs ( 16) forment des cavités traversant axialement le talon (7) de la cage et débouchant axialement de part et d'autre dudit talon (7).
3. Cage selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les espaces libres intérieurs ( 15) forment des renfoncements ouverts axialement vers la face (7a) du talon (7) opposée aux griffes (6) et radialement vers l' intérieur.
4. Cage selon l'une quelconques de revendications précédentes, dans laquelle la cloison axiale ( 14) comprend au moins une ouverture (20) permettant une communication entre les espaces libres extérieurs
( 16) et les espaces libres intérieurs ( 15) situés en regard.
5. Cage selon la revendication 4, dans laquelle ladite ouverture (20) présente la forme d'une encoche ménagée dans la cloison axiale ( 14) à partir de l' extrémité du talon (7) opposée aux griffes (6).
6. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la cloison axiale ( 14) s 'étend entre les alvéoles (9) dans le sens circonférentiel et est disposée sensiblement suivant un cercle.
7. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le diamètre extérieur de la cloison axiale ( 14) est sensiblement égal au diamètre primitif de la cage.
8. Cage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le diamètre extérieur de ladite portion sensiblement axiale (8) est inférieur au diamètre extérieur du talon (7).
9. Palier à roulement comprenant des billes (3) montées dans les alvéoles (9) d'une cage (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes et disposées entre deux pistes de roulement ( I d, 2d).
10. Palier selon la revendication 9, dans lequel deux lubrifiants différents sont disposés, au moins l'un étant positionné dans les espaces libres intérieurs.
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