Brevet FR2472105A1 — publié le 19810626

Roulement pour déplacements linéaires d'un arbre. La présente invention se rapporte à un roulement pour déplacements linéaires d'un arbre, comportant, réparties sur sa périphérie, des rangées fermées d'éléments roulants, et constitué par une douille extérieure présentant des sec- tions longitudinales réparties sur la périphérie de son alésage et portant des chemins de roulement chargés et non chargés de chaque rangée d'éléments roulants, par une cage placée dans l'alésage de la douille extérieure et, par ses extrémités, faisant saillie axialement en dehors de la douille extérieure, ainsi que par une bague placée à chaque extrémité de la cage et réalisée par un procédé de moulage et une bague d'étanchéi- té élastique fixée sur la bague d'extrémité. On connatt un roulement pour déplacements linéaires du type précité dans lequel les bagues d'extrémité présentent dans leur alésage une gorge annulairedans laquelle une bague d'étanchéité qui recouvre latéralement la cage est engagée élastiquement dans le sens radial (demande de brevet allemand 2 557 351). Dans ce roulement connu, la fabrication des bagues O20 d'extrémité est compliquée étant donné que la gorge annulaire des bagues d'extrémité doitêtre usinée dns l'alésage des bagues d'extré- mité soit par des coulisses radiales compliquées lors de la coulée des bagues d'extrémité soit par un usinage supplémen- taire avec enlèvement de copeaux exécuté après la coulée. A ceci s'ajoute le fait qu'il est difficile de fixer en rotation dans le roulement la bague d'étanchéité du roulement connu. En cas de grande dilatation thermique de la bague d'extrémité lors du fonctionnement, la bague d'étanchéité peut éventuel- lement se desserrer et tourner, ce qui n'est pas souhaitable en raison du risque d'usure qui en découle. Dans certains cas d'utilisation avec amenée latérale de lubrifiant ainsi que lors du changement de la bague d'étan- chéité, on ne prévoit aucune bague d'étanchéité sur l'une ou sur les deux extrémités du roulement. Dans le roulement connu, la face frontale intéressée de la cage est donc libre si bien que l'on ne peut exclure complètement une détérioration de la cage par les outils d'attaque ou de montage. Au cas o le roulement connu n'est pas équipé de bagues d'étanchéité, la gorge annulaire peut former un creux radial indésirable, retenant les impuretés et la poussière, dans l'alésage de la bague d'extrémité. Ici également, les bagues d'extrémité du roulement sont inutilement larges dans le sens axial, ce qui peut gtre défavorable lorsqu'il s'agit de les monter dans des endroits étroits. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un roulement pour déplacements linéaires d'un arbre du type précité qui puisse tre équipé d'une bague d'étanchéité qui soit facile à fixer en rotation dans le rou- lement. Il faut en outre que la cage du roulement soit aussi à l'abri de la pénétration des impuretés et des détériorations même lorsque l'une ou les deux bagues d'étanchéité sont démon- tées. Pour finir il faut que le roulement puisse être fabriqué économiquement sous forme d'unité de construction compacteet soit facile à monter. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que la bague d'extrémité comporte une bride dirigée radialement vers l'intérieur, recouvrant la face frontale de la cage, formant une face frontale externe et munie d'ou- vertures orientées axialement vers l'intérieur et réparties sur la périphérie de sa face frontale et que la bague d'étan- chéité présente, sur son c8té tourné vers la face frontale,des trasaLKux munis d'un renflement à leur extrémité, chaque bras de la bague d'étanchéité s'engageant dans une ouverture correspondante et ce renflement venant s'encliqueter élasti- quement derrière un ressaut radial de la bague d'extrémité ou de la cage. Grace à l'agencement selon l'invention, on arrive à ce que la bague d'étanchéité par encliquetage élastique des renflements de ses bras derrière le ressaut radial puisse être fixée sur la bague d'extrémité sans possibilité d'extrac- tion et de rotation. Les ouvertures dans la bride de la bague d'extrémité peuvent être pratiquées économiquement dans le moule de coulée au moyen de coulisses axiales (sans coulisses radiales supplémentaires). On peut ainsi supprimer tout usina- ge consécutif des bagues d'extrémité augmentant leur coQt de la fabrication. Par ailleurs, la bride recouvrant latéralement la cage assure une protection contre la pénétration des corps étrangers nuisibles à l'intérieur du roulement lorsque la ou les bagues d'étanchéité sont enlevées. La bride des bagues d'extrémité garantit en outre que la cage lors du montage des bagues d'étanchéité de même que lors de l'introduction axiale du roulement sur son siège dans l'alésage est protégé contre les chocs dus aux outils de montage ou analogues. Pour l'assem- blage ou la transformation du roulement (changement des Joints) les bagues d'étanchéité sensibles peuvent être à l'origine montées au préalable sur la bague d'extrémité correspondante en formant avec celle-ci une unité de construction robuste. De cette façon, les bagues d'étanchéité ne peuvent pas être détériorées lors du montage consécutif du roulement. Selon une caractéristique avantageuse de l'inven- tion, l'ouverture traverse complètement la bride de la bague d'extrémité et le ressaut est formé par une surface frontale, tournée axialement vers l'intérieur, de la bride. On réalise ainsi dans la bague d'extrémité des ouvertures continues qui peuvent être facilement obtenues au moyen des broches axiales d'une coulisse axiale formant le moule de coulée. Selon l'invention, le ressaut peut être formé par une rainure pratiquée sur la périphérie de l'ouverture. Cette conception assure une fixation simple du type à bouton de pression des bras dans la bague d'extrémité. selon une autre particularité avantageuse de l'in- vention, le ressaut peut être formé par la paroi latérale, tournée axialement vers l'intérieur, d'un creux radial pratiqué dansl'extrémité correspondantede la cage. De cette façon, la bague d'extrémité et la bague d'étanchéité correspondantes sont maintenues sur l'extrémité de la cage sans possibilité de ro- tation ni d'extraction dans le sens axial. Selon l'invention, le renflement peut être formé par une saillie tournée radialement vers l'intérieur du bras. Grâce à cette disposition, la bague d'étanchéité peut être fixée avec de faibles efforts de montage sur la bague d'extré- mité, car la saillie radiale de chaque bras est repoussée radialement vers l'extérieur avec flexion élastique du bras lors de l'engagement des bras dans les ouvertures de la bague d'extrémité. Il est avantageux que la saillie s'engage radiale- ment dans une entaille pratiquée à une extrémité de la cage. On réalise ainsi une fixation simple de la bague d'étanchéité sur la bague d'extrémité tout en fixant simultanément en rota- tion la bague d'extrémité sur la cage. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'ouverture traverse complètement la bride de la bague d'extrémité et se transforme progressivement en un évi- dement radial consécutif aménagé dans la surface, reposant sur l'extrémité correspondante de la cage, de l'alésage de-la bague d'extrémité. On a ainsi la possibilité de déplacer les bras de la bague d'étanchéité radialement vers l'extérieur de sorte que la cage pour recevoir les éléments roulants peut ausi pré- senter à ses extrémités un diamètre extérieur relativement grand. Selon l'invention, il est avantageux que le bras intéressé de la bague d'étanchéité de même qu'un talon de retenue faisant radialement saillie au-dessus de la surface latérale de l'extrémité de la cage s'engagent avec interpéné- tration dans l'évidement. De cette façon, la bague d'extrémi- té avec la bague d'étanchéité correspondante peut être fixée sur l'extrémité de la cage non seulement sans possibilité de rotation mais aussi sans possibilité d'extraction de la cage. Selon l'invention, il est avantageux que l'ouver- ture présente une section transversale constante sur toute sa profondeur. Les ouvertures et les évidements de la bague d'ex- trémité peuvent ainsi être réalisés particulièrement économi- quement au moyen de broches lisses (sans ressaut) dans la coulisse axiale du moule de coulée pour les bagues d'extrémi- té. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé,sur lequel: la figure 1 est une coupe transversale suivant B-B du roulement représenté sur la figure 2; la figure 2 est une coupe longitudinale suivant A-A du roulement représenté sur la figure l; la figure 3 représente le détail agrandi C du roulement représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe suivant D-D de la figure 3; la figure 5 est une vue en plan suivant la flèche E (figure 3) de l'extrémité d'une cage sans bague d'extrémité ni bague d'étanchéité; la figure 6 représente une coupe longitudinale d'un détail agrandi d'un roulement en variante; lO la figure 7 représente une coupe longitudinale d'un détail agrandi d'un autre roulement en variante; la figure 8 représente une coupe longitudinale d'un détail agrandi d'un roulement supplémentaire en variante; la figure 9 est une vue en coupe suivant F-F de la figure 8. Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne la douille extérieure d'un roulement pour déplacements linéaires. Dans l'alésage de cette douille extérieure 1 est montée la cage 2 avec, réparties sur sa périphérie, des rangées fermées 3 d'éléments roulants. Dans l'alésage de la douille extérieure 1 se trouvent des sections longitudinales placées sur la péri- phérie et qui portent les chemins de roulement chargés et non chargés de chaque rangée 3 d'éléments roulants. Par ses deux extrémités 4, la cage 2 fait axiale- ment saillie en dehors de la douille extérieure 1. A chaque extrémité 4 de la cage 2 est montée une bague d'extrémité 5 qui est fabriquée par un procédé de coulée, par exemple un pro- cédé de moulage par injection, et qui peut etre réalisée en matière plastique. Cette bague d'extrémité 5 comporte une bride 6 orientée radialement vers l'intérieur, recouvrant la face fron- tale de la cage 2 et formant une face frontale externe 7 de la bague d'extrémité 5. Sur la périphérie de cette face frontale 7 sont prévues des ouvertures 8 disposées axialement. Comme on peut le voir en particulier sur les figures 3 et 4, cette ouverture 8 s'étend à travers la bride 6 et débouche sans ressaut dans un évidement radial consécutif 9 aménagé dans la surface 10, reposant sur l'extrémité 4 de la cage 2, de l'alésage, de la bague d'extrémité 5. La section transversale de l'ouverture 8 est constante sur toute la lon- gueur de celle-ci. Elle est plus grande dans le sens périphé- rique que dans le sens radial (figure 4). Sur chaque face frontale externe 7 des deux bagues d'extrémité 5 est fixée une bague d'étanchéité élastique 11. Cette bague d'étanchéité ll comporte sur son c8té tourné vers la face frontale 7 des bras 12 dirigés axialement et munis en tant que renflement d'extrémité d'une saillie 13 tournée ra- O10 dialement vers l'intérieur. Chaque bras 12 de la bague d'étan- chéité 11 s'engage dans une ouverture correspondante 8 de sorte que la saillie 13 vient s'encliqueter élastiquement derrière un ressaut radial de la bague d'extrémité 5, le ressaut étant en l'occurrence formé par la surface frontale 23 tournée vers l'intérieur et axialement étagée de la bride 6. La section transversale des bras 12 est adaptée à la section transversale de l'ouverture 8 de façon qu'entre chaque bras 12 et la paroi radialement externe de l'ouverture 8 il subsiste un petit jeu radial (figure 4). Pour la fixation de la bague d'étanchéité ll sur la bague d'extrémité 5, on la pousse axialement contre la bague d'extrémité 5 de façon que ses bras 12 s'enfoncent axialement dans les ouvertures correspondantes 8. Lors de cet engagement, les bras 12 sont légèrement fléchis radialement vers l'exté- rieur et ainsi soumis à une flexion élastique par leur saillie 13 venant au contact de la paroi de l'ouverture 8. A la fin de la course d'engagement des bras 12 dans les ouvertures 8, la bague d'étanchéité ll vient s'appliquer contre la surface fron- tale 7 de la bague d'extrémité 5. Simultanément, le bras 12 portant la saillie 13 parvient dans l'évidement 9, la saillie 13 s'encaiquète élastiquement derrière la surface frontale 23 de la bride 6 et fixe ainsi la bague d'étanchéité ll sur la bague d'extrémité 5. Chaque bras 12 touche au moins la paroi radialement interne de l'ouverture 8 avec précontrainte élasti- que de sorte que la bague d'étanchéité ll est maintenue sans Jeu sur la bague d'extrémité 5, de façon centrée et fixée en rota- tion. La bague d'extrémité 5 complétée de la bague d'étanchéité ll forme une unité de construction robuste qui peut être montée et démontée sans risque de détérioration de la bague d'étanchéi- té sensible 11. Un talon de retenue 14 (figure 5) faisant radiale- ment saillie en dehors de la surface latérale de l'extrémité 4 de la cage 2 s'engage avec assemblage par interpénétration dans l'évidement 9 en fixant en rotation et dans le sens axial la bague d'extrémité 5 sur la cage 2.- Pour le montage, on enfile axialement la bague d'extrémité 5 avec la bague d'étanchéité ll à l'extrémité 4 de la cage 2 de faQon que l'alésage 10 de la bague d'extrémité 5 passe sur le talon de retenue 14 et soit légèrement élargi élastiquement. La surface frontale interne de la bague d'extrémité 5 vient alors au contact de la douille extérieure 1 et le talon de retenue 14 s'encliquète élastique- ment dans l'évidement de l'alésage de la bague d'extrémité 5. Ainsl, le bras 12, portant la saillie 13, de la bague d'étanchéi- té 11, de même que le talon de retenue 14 faisant saillie ra- dialement de la cage 2 s'engagent dans l'évidement 9 en formant un assemblage par interpénétration. Sur la surface frontale interne des bagues d'extré- mité 5, on prévoit des entailles radiales 15 qui, par l'intermé- diaire des canaux 16, alimentent en lubrifiant l'intérieur du roulement. La figure 6 représente en coupe longitudinale partielle un roulement en variante qui est construit de façon identique au roulement représenté sur les figures 1 à 5. Chaque bras 12 de la bague d'étanchéité ll présente ici aussi, en guise de renflement, une saillie 13 tournée radialement vers l'intérieur. Cette saillie radiale, de même que dans l'exem- ple de réalisation précédemment décrit, s'engage par l'une des ouvertures 8 aménagéessur la périphérie de la bague d'extrémité 5 dans l'évidement 9 s'y rattachant sans ressaut. Ici toutefois, sur la face latérale de l'extrémité 4 de la cage 2 est usiné un creux radial 17 qui comporte une paroi latérale 18 tournée axialement vers l'intérieur et servant de ressaut radial. Dans ce roulement en variante, la saillie 13 de chaque bras 12 s'encliquète donc élastiquement derrière la paroi latérale 18 de façon que la bague d'étanchéité ll et la bague d'extrémité soient assuJetties sur la cage 2 par les bras 12 qui les fixent en rotation et empêchent toute extraction axiale. Ainsi, sur la surface latérale de l'extrémité 4 de la cage 2, il est inutile de prévoir des talons de retenue maintenant la bague d'extrémité sur la cage 2. La figure 7 représente une coupe longitudinale partielle d'un autre roulement envariante qui est également réalisé de façon identique au roulement décrit sur les figures i à 5. Comme renflement d'extrémité, chaque bras 12 de la bague d'étanchéité ll comporte ici aussi une saillie 13 tour- née radialement vers l'intérieur. Cette saillie 13 est dispo- sée de façon à venir également s'encliqueter derrière un ressaut de la bague d'extrémité 5 qui est formé par la surface frontale plane 23, tournée axialement vers l'intérieur, de la bride 6. Dans ce mode de réalisation toutefois, la saillie 13 s'engage radialement dans une entaille d'extrémité 19 de la cage 2 si bien qu'ici, non seulement la bague d'étanchéité 11 est fixée en rotation dans la bague d'extrémité 5 mais cette dernière est fixée en rotation sur la cage 2. Les figures 8 et 9 représentent des vues en coupe partielle d'un autre roulement en variante qui comporte une bague d'étanchéité 11 munie de bras 12 qui présentent au niveau de leurs extrémités un renflement 20 en forme de bouton de pression. Le ressaut est formé par la paroi latérale 21 tournée axialement vers l'intérieur d'une rainure 22 usinée sur la pé- riphérie de l'ouverture 8. La bague d'étanchéité ll est réali- sée ici en un matériau élastiquement compressible, par exemple en matière plastique. Lorsque, pour le montage, on exerce une pression axiale sur la bague d'étanchéité 11, les bras 12 s'engagent dans les ouvertures 8. Les renflements 20 sont alors tout d'abord comprimés élastiquement jusqu'à ce qu'ils s'encliqètent dans la rainure 22 en fixant ainsi en rotation la bague d'étanchéité 11 sur la bague d'extrémité 5. De même, au moyen d'outils appropriés (non représentés) on peut saisir la bague d'étanchéité ll ou la bague d'extrémité 5 avec la bague d'étanchéité montée 11 et la tirer axialement lorsque l'on veut démonter ou changer la bague d'étanchéité 11. Les modes de réalisation décrits ci-dessus du roulement pour déplacements linéaires peuvent être modifiés sans sortir du cadre de la présente invention. En particuliers la section transversale des ouvertures de la bague d'extrémi- té et la section transversale des bras de la bague d'étanchéi- té s'engageant dans ces ouvertures peuvent présenter une forme sensiblement rectangulaire ou circulaire en fonction de leur sollicitation et/ou de la construction du roulement. Cette forme peut être facilement modifiée en changeant les broches de moulage installées dans la coulisse axiale d'un moule de coulée de la bague d'extrémité sans qu'il en résulte des coûts d'outillage élevés. îo La bague d'étanchéité peut également faire saillie radialement audessus de la surface latérale de la douille extérieure et de la bague d'extrémité et former ainsi un épau- lement de butée pour la fixation axiale du roulement dans le corps ou analogue. REVENDICATIONS 1. Roulement pour déplacements linéaires d'un arbre, comportant, réparties sur sa périphérie, des rangées fermées d'éléments roulants, et constitué par une douille extérieure présentant des sections longitudinales réparties sur la périphérie de son alésage et portant des chemins de roulement chargés et non chargés de chaque rangée d'éléments roulants, par une cage placée dans l'alésage de la douille extérieure et par ses extrémités faisant saillie axialement en dehors de la douille extérieure, ainsi que par une bague d'extrémité placée à chaque extrémité de la cage et réalisée par un procédé de moulage et une bague d'étanchéité élastique fixée sur la bague d'extrémité, caractérisé par le fait que la bague d'extrémité (5) comporte une bride (6) dirigée ra- dialement vers l'intérieur, recouvrant la face frontale de la cage (2), formant une face frontale externe(7) et munie d'ouverture réparties sur la périphérie de sa face frontale et orientées axialement vers l'intérieur et que la bague d'étanchéité (11) présente, sur son c8té tourné vers la face frontale, des bras axiaux munis d'un renflement (13, 20) à leur extrémité, chaque bras (12) de la bague d'étanchéité (11) s'engageant dans une ouverture correspondante et ce renflement venant s'encliqueter élastiquement derrière un ressaut radial (18, 21, 23) de la bague d'extrémité (5) ou de la cage (2). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture (8) traverse complètement la bride (6) de la bague d'extrémité (5) et que le ressaut est formé par une surface frontale (23), tournée axialement vers l'inté- rieur, de la bride. 3. Roulement selon la revendication 1, caractérisé Par le fait que le ressaut est formé par une rainure (22) pra- tiquéesur la périphérie de l'ouverture (8). 4. Roulement selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que le ressaut est formé par la paroi latérale (18), tournée axialement vers l'intérieur, d'un creux radial (17) pratiqué dans l'extrémité correspondante de la cage (2). 5. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que le renflement ].1 est formé par une saillie radiale dirigée vers l'intérieur du bras (12). 6 Roulement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que a13 saillie s'engage radialement dans une entaille (19) pr3tiquée à une extrémité de la cage (?). 7. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que l'ouverture (8) traverse complètement la bride (6) de la bague d'extrémité (5) et se transforme progressivement en un évidement radial consécutif (9) aménagé dans a13 surface, reposant sur l'extrémi- té correspondante (4l) de la cage, de l'alésage de la bague d'extrémité (5). 8. Poulement selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le bras correspondant (12) de la bague d'étan- chéité (11) de même qu'un talon de retenue (1) fisant radia- lement saillie au-dessus de la surface latérale de l'extrémité de la cage (2) s'engagent dans l'évidement (9) enfbrmant un assemblage par interpénétration. 9. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions précédenrtes, caractérisé par le fait que l'ouverture (8) présente une section transversale constante sur toute sa profondeur.