Brevet FR2208068A1 — publié le 19740621

la présente invention est relative aux dispositifs mis en oeuvre pour assurer le guidage et le coulissement lineaire de pièces mobiles relativement, telles que les colonnes et guides de presses ou autres machines. Les dispositifs du genre ci-dessts comprennent une cage délimitant des fendtree dans lesquelles sont retenus des organes de roulement destinés à coopérer avec les faces en regard des pieces mobiles qui présentent, a cet etret, une différence de section suffisante pour délimiter entre elles un intervalle recevant la cage. Dans certains cas, les organes de roulement peuvent entre placés sous précontrainte entre les pièces mobiles qui alors délimitent entre elles un intervalle légèrement inférieur à la section desdits organes de roulement.Ces derniers peuvent entre constitués par des billes ou encore par des rouleaux qui présentent l'avantage d'offrir une meilleure résistance permet-tant de faire travailler les pièces mobiles sous des charges flus lourdes. La mise en oeuvre des rouleaux pose toutefois un problème dans le cas d'application à des colonnes cylindriques car, pour réduire la resistance au frottement et la température en résultant, il est nécessaire de diminuer notablement leur longueur, ce qui affecte leurs caractéristiques de résistance mécanique. La présente invention vise à résoudre ce problème en créant un rouleau pour dispositif de guidage et de coulissement particulièrement conçu pour les pièces mobiles à section circulaire. Conformément à l'invention, le rouleau est caracterisé en ce qu'il présente une longueur au plus égale à deui fois la largeur de l'intervalle ménagé entre les pièces et en ce qui il forme deux portées extrêmes à surface de révolution convexe analogues à des ogives tronquées, reliées entre elles par une portée centrale à surface de révolution concave. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. L'invention concerne également un dispositif de guidage et de coulissement faisant application du rouleau de l'invention. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe-élévation d'un dispositif faisant application du rouleau selon l'invention. La rig. 2 est une coupe transversale prise selon la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe-élévation montrant à plus grande échelle le rouleau conforme à l'invention. Le rouleau selon l'invention est prévu pour former l'un des éléments constitutifs d'un dispositif de guidage et de coulissement linéaire pour des pièces mobiles relativement entre elles représentées aux fig. 1 et 2 respectivement par une bague cylindrique 1 et par une tige ou colonne 2 egalement cylindrique. Le déplacement peut entre imprimé à l'une, à l'autre ou simultanément, en sens contraire ou non, aux deux pièces qui peuvent s'étendre aussi suivant une direction quelconque dans l'espace. A titre d'exemple, la colonne peut faire partie d'une voie de guidage et de support et la bague peut être portée par le chariot d'une machine-outil. De même, en adoptant une orientation verticale, la colonne peut être solidaire de la table de support de matrice d'une presse comportant plusieurs colonnes identiques sur lesquelles sont enfilées des bagues portées par le poinçon. D'une façon connue, la bague 1 et la colonne 2 présentent entre elles une différence de diametre pour délimiter un intervalle annulaire 3 destiné à recevoir un dispositif à roulements 4 assurant le guidage, éventuellement le support, et le coulissement linéaire desdites pièce Le dispositif 4 comprend une cage cylindrique 5 dont la longueur est sensiblement égale à celle de la bagne 1 et dont l'épaisseur est iniérieure à la largeur de l'intervalle 3. La cage 5 présente des fenêtres 6 destinées à retenir des organes de roulement ï constitués par des rouleaux conformes à l'invention.La fig. 1 montre que, de préference, les fenêtres 6eeat pratiquées, selon des rangées transversales circulaires, de façon équidistante dans chaque rangiez mais en étant décalées angulairement pour deux rangées successives de manière à éviter l'alignement des différents organes de roulement et à réaliser, au contraire, une répartition angulaire en vue de réduire l'usure localisée et d'ac croftre la résistance du dispositif aux charges et aux contraintes. Selon la fig. 3, le rouleau 7 conforme à l'invention est oralisé pour présenter, concentriquement à son axe, deux portées extrêmes; identiques, 8 à surface de révolution convexe, sensiblement de forme ogivale tronquée. Les portées extrdmes 8 sont reliées entre elles par une portée centrale 9 à surface de révolution concave. Les zones transversales de raccordement 10, constituées par les lieux d'inflexion des surfaces convexes et concave de révolution, peuvent entre formées par des arêtes vives ou par des congés de raccordement de faible rayon. La longueur axiale LT du rouleau est, au plus, sensiblement égale au double de la différence de diametreuentre les pièces mobiles 1 et 2, soit de la largeur de l'intervalle 3. Les longueurs axiales l, egales entre elles, des portées extrtmes 8 peuvent être comprises entre 1/4 et 1/3 de la longueur LT, de sorte que la longueur axiale L de la portée centrale 9 peut 8tre comprise entre 1/3 et 1/2 de la longueur LT. En genéral, le rayon de courbure.R, définissant la surface concave de la portée centrale 9, correspond au rayon Rn de la surface périphérique extérieure de la colonne 2, tandis que le rayon de couru rye r, définissant la surface convexe de chaque portée extrême 8, correspond au rayon rn de la surface periphérique interne de la bague 1, les rayons R et r ayant alors comme origine le point 0 qui est le centre commun à la bague et à la colonne. Comme cela ressort du dessin, la disposition selon l'invention permet de réduire à la valeur minimale les frotte -ments entre les pièces mcbiles cylindriques I et 2 et un rouleau interposé qui peut être placé sans contrainte de flexion axiale entre lesdites pièces. La rhalisation selon l'invention présente toutefois l'avantage ae conférer au rouleau 7 une plus grande faculté de flexion qu'un rouleau cylindrique, ce qui permet d'utiliser le rouleau de l'invention salement avec ocntrainte préalable lorsqu'il est nécessaire de rdduire à la valeur mini rurale le åeu diamétral de manière à disposer d'un alignement rigoureux au cours du coulissement comme cela est le cas des machines rectifieuses, ou à pouvoir supporter des charges ou des centraintes dlevbeE lors de l'exécution de travaux dits "lourds". Dans de nombreux cas particuliers, il est souhaitable, utile ou nécessaire de réduire les surfaces de contact entre les pièces mobiles et les rouleaux pour diminuer les frottements, la flexion axiale en charge, etc. Le rouleau selon l'invention est alors réalisé pour présenter toujours les deux portées extrimes 8 et la porte centrale 9 mais avec d rayons R et r differents des rayons Rn et rn des surfaces périphériques intérieure de la bague 1 et extérieure de la colonne 2. Les dif férences maximales acceptables peuvent être comprise entre plus ou moins 10 7 des valeurs nominales des rayons Rn et rn. Il y a lieu de noter que les différences des rayons R et r par rapport aux rayons Rn et rn peuvent présenter, pour les portées 8 et 9, un caractère homogène, c'est-à-dire varier dans le même sens et d'une mL'e mesure ou an caractère hete rogne en variant soit d'une même mesure mais de sens contraire, soit de mEme sens mais d'une mesure différente, soit aussi de sens contraire et de mesures différentes. Dans tous les cas, les variations apportées pour les porters extérieures e présentent entre elles un caractère homogène. De mdme , les rayons R et r différents de Rn et rn ont pour origine un même point situé toujours sur la ligne X-X' passant par le centre 0 et contenant le plan de symétrie transversal du rouleau 7. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et aécrit, car diverses modifications peuvent y entre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS ; - Rouleau pour dispositif de guidage et de coulissement de pièces mobiles à section circulaire delimitant entre elles un intervalle pour le passage d'une cage retenant n rouleaux identiques, caracterise en ce qu'iJ presente une longueur au plus egale à deux fois la largeur de l'intervalle minage entre lés pièces et en ce qu'il forme deux portes extrêmes à surface de revolution convexe analogues à des ogives tronquées, reliées entre elles par une portée central à surface de révolution concave. 2 - Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les portees extrêmes presentent, rapportee à l'axe du rouleau, une même longueur comprise entre 1/4 et 1/3 de la longueur totale dudit rouleau. 3 - Rouleau suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces convexes des portées extrêmes t la sur- par concave la portée centrale sont définies raspectiveent par des rayons égaux à celui de la surface periphssrique interne de la pièce femelle et par un rayon égal à celui de la surface péripherique externe de la pièce mâles 4 - Rouleau suivant la revendication 1 ou 2, ca::actérisé en ce que les rayons, égaux entre eux, définissant les surfaces de révolution convexes des portes extrêmes et le rayon définis- sant la surface de revolution concave de la portée centrale, sont différents des rayons des surfaces périphériques internes le ia pièce femelle et externe de la pièce mule d'une mesure comprise entre plus ou moins 10 % de la valeur nominale de ces derniers rayons. 5 - Rouleau suivant l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que les différences entre les rayons éfinis- sant les surfaces de révolution des portées extrêmes convexes et de la portée centrale concave et les rayons des surfaces péri- phériques interne et externe des pièces mobiles présentent un caractère homogène pour les portées convexes et la portée concave. 6 - Rouleau suivant l'une des revendications 1, 2 et 4, caractérise. en ce que le différences entre les rayons définis- sant les surfaces ue révolution des port es extrêmes convexes et de la porte centrale concave et les rayons des surfaces péri- sphériques interne et externe des pièces mobiles presentent un caractère héterogène pour les portes conve es et la portée concave. 7- Rouleau suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les rayons finissant les surfaces de révolution de portées extrêmes convexes et centrale concave ont une même origine situe sur une ligne fictive passant par le centre commun aux pièces mobiles concentriques et contenant le plan transversal de symetrie du rouleau. 8 - Produit constitué par un dispositif de guidage et de coulissement comportant une case cylindrique logée dans l'intervalle ménagé par deux pièces mobiles concentriques à section circulaire et retenant n rouleaux faisant application des moyens selon l'une des revendications 1 à 7.