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La présente invention est relative à des cages moulées pour roulements à rouleaux et à billes et plus spécialement à des ca- ges moulées en une matière plastique, telle que le nylon.
Le but de l'invention est la fabrication aisée et économique d'une cage moulée dans un moule, sans utiliser de noyaux amovibles distincts dans ce moule, ce qui en simplifie la construction et facilite la fabrication de la cage.
D'autres buts sont la simplification du procédé de moulage et une construction améliorée et simplifiée du moule.
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Suivant l'invention, une cage de roulement à rouleaux ou à billes comporte' des, barreaux de liaison et des couronnes avec des logements entre les- barreaux constitués partiellement par des parties faisant saillie vers; l'intérieur, disposées- sur un élément extérieur du moule et partiellement par des parties du noyau com- plémentaires faisant saillie vers l'extérieur, disposées sur un élément intérieur du moule, le diamètre intérieur de la partie annulaire formant le corps dune couronne d'extrémité étant égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire formant le corps de l'autre couronne d'extrémité.
L'invention concerne également une cage moulée de roulement à rouleaux ou à billes comportant des couronnes d'extrémité, dont la partie annulaire du corps de l'une d'elles a un diamètre inté- rieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annu- , laire du corps de l'autre, ces couronnes étant reliées par des barreaux constituant les logements des rouleaux ou des billes et la cage ayant été moulée dans un moule dans lequel les parties intérieures radiales des logements sont constituées par des par- ties radiales du noyau disposées sur un élément intérieur du mou- le;
les parties radiales orientées vers l'extérieur et complémen- taires des logements sont réalisées au moyen de parties radiales du noyau complémentaire coopérantes, disposées sur leur élément extérieur du moule, le joint ou séparation se trouvant respecti- vement entre les parties du noyau disposées sur les éléments intérieur et extérieur du moule, s'étendant dans une direction généralement axiale, et étant disposé de telle sorte, par rapport à la couronne d'extrémité la plus grande de la cage moulée, que l.es deux éléments du moule peuvent être séparés et que l'élément intérieur du moule avec ses parties du noyau peuvent être sortis de cette couronne d'extrémité par un mouvement axial relatif.
L'invention a également pour ob'jet une cage moulée pour un roulement à rouleaux ou à billes, dans un moule comportant deux éléments coopérasse sans noyaux mobiles, la cage comprenant deux couronnes d'extremité par un certain nombre de barreaux
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et dont les proportions sont telles que le diamètre intérieur de la partie annulaire du corps de la grande couronne soit sen- siblement égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de la petite couronne, les surfaces des bar- reaux de liaison, qui sont constituées par un élément du moule, étant contenues dans un cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de la grande couronne et les surfaces des barreaux de liaison qui sont constituées par L'autre élément du moule,
étant situées à l'extérieur d'un cercle dont le diamè- tre est sensiblement égal au diamètre extérieur de la petite couronne.
L'invention a encore pour objet un procédé de moulage d'une cage de roulement à rouleaux ou à billes, comportant des cou- ronnes d'extrémité reliées par des barreaux transversaux, pour constituer des logements pour les rouleaux ou les billes ; leprocédé consistant à disposer mutuellement des éléments du mou- le coaxiaux, séparables, ayant une forme telle qu'ils constituent , en coopérant, les couronnes d'extrémité de la cage, l'une d'elles comportant une partie annulaire du corps d'un diamètre intérieur égal ou supérieur au diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, et deux de ces éléments du moule comprenant respectivement des parties complémentaires de noyau formant logement et s'étendant radialement, celles d'un élément du moule entrant en contact avec l'autre élément du moule,
le long de surfaces de contact ou de joint qui s'étendent dans une direction généralement axiale; l'injection de matière plastique dans la chambre de coulée du moule formé par les éléments du .moule et la séparation de ceux-ci suivant l'axe pour permettre de sortir la cage moulée.
L'invention a en outre pour objet un moule pour le moulage d'une cage de roulement à rouleaux ou à billes comportant des couronnes d'extrémité reliées par des barreaux de jonction, et
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dans lesquelles le diamètre intérieur de la partie annulaire du corps d'une couronne est égal ou supérieur au diamètre exté rieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, le moule comprenant des éléments intérieur et extérieur separables axialement, comportant respectivement des parties extérieure et intérieure, du noyau,radiales, complémentaires, coopérantes,
pour constituer les logements entre les barreaux de la cage et le joint ou séparation entre ces parties du noyau coopérantes s'étendant dans une direction généralement axiale et étant dis- posé de telle sorte que les deux éléments du moule peuvent être séparés par un mouvement axial relatif.
L'invention va être maintenant décrite en se référant au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est'une vue en coupe d'une partie d'un roule- ment à rouleaux coniques comprenant une cage moulée conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale d'une partie de la cage.
La figure 3 est une vue en perspective d'une partie de la cage.
La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 2.
La figure 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne VI-VI de la figure 2.
La figure 7 est une vue en coupe longitudinale du moule dans lequel la cage est moulée, le moule étant représenté fermé et rempli de matière plastique pour la fabrication de la cage.
La figure 8 est une vue en coupe similaire, mais le moule étant ouvert et la cage moulée étant en cours d'enlèvement.
La figure 9 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne IX-IX, de la figure 7.
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La figure 10 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne X-X de la figure 7.
La figure 11 est une vue en coupe du moule faite suivant la ligne XI-XI de la figure 7.
La figure 12 est une vue en coupe d'une partie d'un rou- lement à rouleaux cylindriques comportant une cage moulée sui- vant l'invention.
La figure 13 est une vue en coupe de la cage' seulement faite suivant la ligne XIII-XIII de la figure 12.
La figure 14 est une vue en coupe de la cage seulement faite suivant la ligne XIV-XIV-de la figure 12.
La figure 15 est une vue en coupe de la cage seulement faite suivant la ligne XV-XV de la figure 12.
La figure 16 est une vue en perspective d'une partie de la cage du roulement à rouleaux cylindriques.
La figure 17 est une vue en coupe du moule dans lequel la cage est moulée.
La figure 18 est une vue en coupe d'une partie du roule- ment à billes comportant une cage moulée suivant l'invention.
La figure 19 est une vue en coupe de la cage seulement, -faite suivant la ligne XIX-XIX de la figure 18.
La figure 20 est une vue en coupe de la cage faite sui- vant la ligne XX-XX de la figure 18.
La figure 21 est une vue en coupe de la cage faite sui- vant la ligne XXI-XXI de la figure 18. @ ' @
La figure 22 est une vue en perspective de la cage du roulement à billes.
La figure 23 est une vue en coupe du moule dans lequel la cage est moulée.
La figure 24 est une vue en coupe d'une forme modifiée du moule (avec la cage moulée à l'intérieur) qui est avantageuse- ment utilisée pour le moulage d'une cage de roulement à rou- leaux coniques d'une forme conique à pente raide par rapport
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à l'axe de roulement.
La figure 25 est une vue en coupe d'un barreau de la cage fabriqué dans le moule de la figure 24 faite suivant la ligne XXV-XXV de la figure 24.
Si l'on se reporte aux figures 1 à 11 relatives à une réa- lisation d'une cage pour un roulement à rouleaux coniques, la cage est fabriquée en nylon moulé d'après le procédé décrit ci- dessous. La cage comprend deux couronnes d'extrémité 1 et 2 re- liées par des barreaux de liaison 3 coulés d'une seule pièce avec la cage formant entre eux les logements 4 pour les rouleaux coniques 5 (figure 1). La couronne d'extrémité 2 a un diamètre plus grand que l'autre couronne d'extrémité 1, le diamètre inté- rieur de sa partie annulaire. du corps étant plus grand que le diamètre extérieur de la partie annulaire du corps de l'autre couronne, ou bien il peut être tout au moins égal à ce diamètre extérieur.
Les barreaux de liaison 3 comportent des faces laté- rales courbées radialement (fig.6) pour former des sièges re- courbés se conformant à la courbure circonférentielle des rou- leaux 6 conçus pour reposer sur ces rouleaux. Ces barreaux 3 sont coniques, en plan, sur la plus grande partie de leur lon- gueur, leurs côtés divergeant suivant un angle faible depuis la petite couronne d'extrémité '- vers la grande couronne d'extrémi- té 2 et les côtés des logements 4 peuvent également diverger lé- gèrement dans le même sens.
Les surfaces radiales vers l'inté- rieur des barreaux s'arrêtent au ras du diamètre intérieur de la petite couronne d'extrémité i, mais elles sont adjacentes à la grande couronne d'extrémité 2, en faisant saillie radiale- ment vers l'intérieur de cette couronne et elles peuvent, comme représenté, se prolonger entièrement dans la périphérie inté- rieure de la couronne 2, ou encore elles peuvent se prolonger seulement en partie.
Afin de faciliter la sortie de la cage hors du moule, les
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parties des barreaux 3 prolongées radialement vers l'extérieur, adjacentes à la grande couronne d'extrémité 2, sont évidées de chaque coté pour constituer des âmes ou nervures centrales é- troites, à cotés parallèles 6, ayant des épaulements ou rebords plats 7, sur les cotés opposés de ces âmes ou nervures, les- quels s'étendent parallèlement à l'axe de la cage et sensible- ment de niveau avec la périphérie interne de la grande couronne d'extrémité 2.
Le moule dans lequel la cage de nylon est moulée est re- présenté dans les figares 7 à 11 et il se compose de deuxélé ments principaux intérieur et extérieur 8 et 9 et d'un élément d'extraction 10 monté à coulissement sur 'l' élément intérieur et, ou, sur des goujons 11 supportés par ce dernier et coopérant avec l'élément extérieur 9 pour constituer la grande couronne d'extrémité 2 de la cage. L'élément extérieur du moule 9 con- siste en un corps circulaire dont une face comporte un évidement conique 12 ayant une forme et des dimensions correspondantes (compte tenu du retrait) à celles de la cage à fabriquer, la surface conique épousant le contour extérieur conique général de la cage.
Autour de cette surface conique et près de l'ouver- ture d'extrémité de l'évidement 12, une série de saillies du noyau 13 disposées sur la circonférence, ayant en élévation la- térale une forme plate triangulaire ou en coin, s'avancent ra- dialement vers l'intérieur pour former les parties extérieures des logements de la cage adjacents à la grande couronne d'extré- mité 2.
Ces saillies du noyau comportent des faces orientées radialement vers l'intérieur, qui sont parallèles et concen- triques à l'axe du moule, et qui rencontrent la surface coni- que de 1'élément du moule en des points intermédiaires sur la largeur de celui-ci (comme représenté) ou adjacents à son ex- trémité int.érieure, suivant que le diamètre intérieur 'de la grande couronne d'extrémité doit être plus grand ou égal au
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diamètre extérieur de la petite couronne d'extrémité.
Les saillies du noyau 13 sont séparées par des fentes 14 qui forme- ront les âmes ou nervures étroites centrales 6 sur les barreaux de la cage, adjacents à la grande couronne d'extrémité, comme précédemment décrit, les épaulements plats ou rebords 7 qui se trouvent sur les cotés de ces âmes ou nervures étant réalisés par les parties latérales des saillies du noyau. Les extrémités externes se trouvant les plus au fond de ces saillies du noyau 13 s'arrêtent avant l'extrémité ouverte de la cavité conique 12, en ménageant un espace annulaire libre 15 pour la formation, dans cet espace, de la partie principale de la grande couronne de la cage.
L'élément intérieur du moule 8 se compose d'un corps cir- culaire comportant, sur une face, une partie centrale formant emboitement 16 qui est cylindrique en 17, au voisinage de la partie principale du corps 8, mais qui présente un prolongement conique dont la surface 18 est parallèle, mais espacée, par rapport à la surface intérieure conique de la cavité 12 de l'é- lément extérieur du moule 9, lorsque le moule est assemblé. Ce prolongement conique de l'élément-interne du moule comporte, sur sa circonférence, une série de saillies du noyau 19 venues d'une seule pièce avec lui, s'étendant radialement vers l'exté- rieur et séparées par des fentes 20 (figs 9 à 11) pour consti- tuer les parties principales des barreaux de liaison 3 de la cage.
Ces saillies du noyau 19, qui ont une largeur correspon- dant à celle des logements 4 à constituer dans la cage,, s'appa- rient et coopèrent avec les saillies du noyau 13 avec l'élément extérieur du moule 9 pour constituer les noyaux complets pour constituer les logements. Ces saillies du noyau 19 présentent dans leurs parties intérieures d'extrémité, des bords supé- rieurs 21 (figs 7 et 8) qui sont parallèles à l'axe du moule de niveau et dans le prolongement de la partie intérieure
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cylindrique 17 de l'élément du moule et qui se terminent à leurs extrémités intérieures en des points contigus des extré- mités intérieures des saillies du noyau 13, sur l'élément exté-.
rieur 9 de sorte que le joint ou la séparation entre les deux jeux de saillies des noyaux s'étendent dans une direction axiale.
Les saillies du noyau. 19 de l'élément intérieur s'étendent axia- lement vers l'extérieur des bords plats supérieurs 21, sous la forme de parties inclinées avec des bords supérieurs qui entrent en contact et qui s'apparient avec la surface conique de la ca- vité 12 de l'élément extérieur du moule, comme représenté dans la figure 7, mais ces saillies s'étendent le long de la surface du prolongement conique 18, à une faible distance des extrémi- tés de cette surface et de la surface conique 12 de l'élément extérieur 9, en ménageant ainsi un espace annulaire 22 (fig.7), pour y mouler la petite couronne d'extrémité 1 de la cage.
L'extrémité extérieure du prolongement conique de l'emboi- tement 16 de l'élément intérieur du moule, et la face d'extrémi- té opposée de la cavité 12 de l'élément extérieur 9, sont creu- sées pour ménager entre elles une cavité circulaire 23 (fig.7) qui communique avec l'espace annulaire, de coulée 22 pour la pe- tite couronne d'extrémité de la cage, au moyen de passages ou de fenêtres radiales restreints 24, disposés entre des surfaces opposées des éléments du moule ; cette cavité 23 est en coin-muni- cation avec les passages axiaux centraux 25 et 26 pratiqués res- pectivement dans les éléments intérieur et extérieur du moule.
La couronne d'extraction 10 (ou de démoulage) servant à sortir la cage moulée de l'élément intérieur du moule est mon- .tée à coulissement sur la partie d'extrémité intérieure cylin- drique 17 'de l'emboitement 16 de cet élément. La partie inté- rieure de cette couronne ferme la chambre de coulée annulaire
15 de la grande couronne d'extrémité, puisque sa périphérie in- térieure, se trouvant dans le prolongement du joint prévu entre
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les parties du noyau et la face extérieure adjacente à cette chambre de 'coulée, est creusée ou mise convenablement à la forme en 27 pour coopérer avec les éléments intérieur et extérieur du moule, afin de définir la chambre de coulée pour la grande cou- ronne d'extrémité.
Les deux éléments principaux du moule 8, 9 sont correcte- ment disposés l'un par rapport à l'autre par tout dispositif approprié, tel que par des goujons 11 qui servent également au montage et au guidage de l'élément extracteur 10, et ces élé- ments du moule 8,9 sont convenablement serrés en.semble., par exemple au moyen de boulons 28 ou par les plateaux d'une machine à mouler pour injection avec la couronne d'extraction 10 inter- calée entre eux, alors que l'on procède au moulage.
Le moulage de la cage s'effectue par toute opération de moulage par injection appropriée, la matière plastique étant introduite dans la chambre de coulée par les passages axiaux centraux 25, la cavité circulaire 23 et les passages ou fené- tres radiales 24, de façon à remplir les cavités annulaires 15,,- 22 et les espaces situés entre les parties respectives du noyau 13, 19, comme représenté dans la figure 7, dans laquelle les couronnes d'extrémité formées de la cage sont indiquées par 1 et 2.
Après le moulage on sépare les éléments extérieur et in- térieur du moule par un mouvement axial relatif, comme indiqué dans la figure 8, les saillies du noyau 19 de l'élément inté- rieur 8 quittant les.saillies du noyau 13 de l'élément extérieur 9 par un mouvement de glissement axial. Pendant la séparation, l'élément intérieur du moule 8 est sorti de l'élément extérieur . 9 avec la cage moulée qui est retenue sur l'élément intérieur grâce à un bossage ou extracteur de coulée 29, conique ou dé- talonné, qui est formé au centre de l'âme 30, moulée dans la cavité d'extrémité 23 du moule, par un élargissement détalonné conique 31 pratiqué dans le passage central 26 de l'élément
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intérieur du moule.
Pendant la dernière partie du mouvement axial de l'élément intérieur du moule 8, la couronne d'extrac- tion 10 et une tige d'éjecteur de coulée 32 située dans le pas- sage central 26 sont obligées de se déplacer axialement vers l'extérieur en direction de l'élément extérieur du moule déjà séparé, en extrayant'ainsi la cage moulée de l'élément du mou- le 9. Pendant cette opération,. la tige de l'éjecteur 32 chasse l'extracteur de coulée conique 29 hors de l'élargissement déta- lonné conique 31 ménagé dans le passage.
Après séparation de la cage et du moule, on enlève l'âme centrale ou disque coulissant 30 quia été coulé dans la cavité d'extrémité du moule'pour dégager la cage achevée.
Le montage de la cage en nylon dans le roulement peut s'effectuer par garnissage de la cage avec les rouleaux 5 et en chassant en position l'élément intérieur du chemin de roule- ment 32 (fig.1), l'élasticité de la cage l'ouvrant suffisamment pour que les rouleaux franchissent le rebord habituel 33 dispo- sé sur la petite extrémité de l'élément de chemin de roulement intérieur, la fixation résultante de la cage et des rouleaux sur le chemin de roulement étant nettement positive.
Dans l'application, suivant l'invention, à une cage pour un roulement à rouleaux cylindriques, comme représenté dans les figs 12 à 17, la forme du moule (fig.17) est essentiellement la même que pour la fabrication d'un roulement à rouleaux coniques déjà décrite, mais l'évidement 12', pratiqué dans l'extrémité de l'élément intérieur du moule 9', et le prolongement de l'em- boitement 16' de l'élément intérieur du moule 8', sont de forme cylindrique au lieu d'être coniques et les parties du noyau 13',
19' des éléments respectifs sont de forme parallèle et rectangu- laire en coupe dans le sens axial.
Les parties du noyau 19' de l'élément intérieur s'apparient et coopèrent avec les parties du noyau correspondantes 13' de l'élément extérieur, pour former
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un joint ou séparation 34 s'étendant parallèlement à l'axe du moule et dans le prolongement de la partie intérieure cylindri- que 17' du prolongemént de l'emboîtement 16', sur lequel est moulée la couronne d'extraction 10'.
Les parties du noyau 13' de l'élément extérieur du moule 9' s'étendent jusqu'à l'extrémi- té intérieure de la cavité du moule 12', mais les parties du noyau 19' de l'élément intérieur s'arrêtent un peu avant cette extrémité intérieure pour ménager un espace annulaire 22', dans lequel on coule la seule couronne d'extrémité 1' de la cage et qui communique, par le passage radial restreint 24', avec la cavité d'extrémité circulaire 23' et le passage central axial (non représenté), correspondant au passage 25 des figures 7 et 8.
Les parties du noyau 13' de l'élément extérieur s'arrêtent un peu avant de l'extrémité extérieure de la cavité du moule 12', pour ménager un espace annulaire 15' dans lequel on moule l'au- tre couronne d'extrémité 2' de la cage.
En utilisant un moule comme décrit précédemment on fabri- que une cage pour roulement à rouleaux cylindriques comportant la couronne d'extrémité 2' ayant un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur de l'autre couronne d'extrémité 1', avec les saillies radiales vers l'intérieur 35, sur la grande couronne d'extrémité, qui sont constituées par les extrémités des bar- reaux 3', et avec des saillies radiales vers l'extérieur 36 sur la petite couronne d'extrémité, constituées également par les extrémités des barreaux 3' de la cage. Ceux-ci s'étendent pa- rallèlement à l'axe de la cage, coulés d'une seule pièce avec les couronnes d'extrémités 1' et 2'.
Dans le cas d'une cage pour roulement à billes, comme re- présenté dans les figures 18à 23, le moule. sera construit sen- siblement comme pour la cage de roulement à rouleaux cylindri- ques, sauf que les parties du noyau des éléments intérieur et extérieur auront leurs extrémités formées de façon à ménager des logements comportant des surfaces retenant les billes et
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ayant la forme d'une partie de bille sphérique.
Ainsi qu'on l'a représenté dans la figure 23, l'élément extérieur du moule
9" comporte à l'intérieur des parties du noyau espacées 13", .dont les surfaces d'extrémité extérieure sont en partie sphé- riques et coopèrent avec les parties du noyau. 19" de l'élément intérieur 8" et avec la couronne d'extraction 10" pour réaliser la couronne d'extrémité de grand diamètre 2" de la cage, tandis que les extrémités extérieures des parties intérieures du noyau
19" sont de forme partiellement sphérique, pour coopérer avec les parties extérieures du noyau 13" et avec l'extrémité inté- . rieure de la cavité 12" de l'organe extérieur 9", pour mouler la petite couronne d'extrémité 1" dont le diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur de la grande couronne 2".
Les bar- reaux de liaison 3" de la cage sont constitués entre les par- ties espacées du noyau des éléments du moule, et ils se prolon- gent de façon à former des parties faisant saillie vers l'in- térieur 37 sur la grande couronne et des parties faisant sail- lie vers l'extérieur 38 sur la petite couronne.
Dans le cas où la cage d'un roulement à rouleaux coniques est fortement inclinée sur l'axe du roulement, le moule peut être légèrement modifié, avec avantage, comme représenté dans la figure 24, la disposition étant similaire à celle de la fi- gure 7, sauf le joint ou dépouille 21'" entre les parties du noyau 13"'de l'élément extérieur 9"'et les parties du noyau 19"' de l'élément intérieur 8"' qui est conique ou incliné sur l'axe, les faces de contact de ces parties du noyau des éléments res- pectifs du moule étant inclinées de façon à s'apparier.
Les es- 'paces compris entre les parties du noyau adjacentes 19"'de l' é- lément intérieur peuvent contenir, sur leurs bases, des parties du noyau en forme de V pour constituer des rainures triangulai- res 39 dans les bords des barreaux de la cage 3"', qui sont re- présentés dirigés vers l'axe du roulement dans la figure 25.