Brevet FR2479371A1 — publié le 19811002

Roulement perfectionné -pour mouvements lon2itudinaux La présente invention se rapporte à un roulement pour des mouvements longitudinaux entre un élément formant coulisseau et un élément formant rail, ce roulement comprenant au moins une cage disposée entre le coulisseau et le rail et au moins une rangée fermée d'éléments roulants dans ladite cageq les éléments roulants chargés de chaque rangée roulant entre des chemins de roulement longitudinaux du coulisseau et du rail et la cage pré- sentant un chemin de guidage longitudinal aller pour les éléments roulants chargés de chaque rangée, un chemin de guidage de retour pour les éléments roulants non chargés et deux chemins de gui- dage de renvoi reliant entre eux lesdits chemins de guidage aller et de retour. On connalit un roulement du type définici-dessus dans lequel la cage présente des chemins de guidage longitudinaux comportant des parois élastiques, ce qui permet d'enfoncer les éléments roulants de chaque rangée, par déformation élastique desdites parois, dans les chemins de guidage et empêche les élé- ments encliquetés de tomber de la cage (modele d'utilité DE 1 896 804). Ce roulement connu présente l'inconvénient que la cage doit être réalisée à partir d'un matériau ayant une élasticité relative- ment importante, ce qui n'est pas toujours désirable, En outre, dans le roulement connu, les éléments roulants roulent avec du jeu entre les parois des chemins de guidages de sorte que les éléments roulants peuvent se décaler les uns par rapport aux autres et se coincer dans les cheiins de guidage. Il en résulte, notamment dans le cas ot les éléments roulants d'une rangée sont jointifs, un fonctionnement bruyant et par à-coups des éléments roulants qui se heurtent les uns les autrese La présente invention a pour objet un roulement du type défini ci-dessus dans lequel la cage peut être fabriquée à par- tir d'un matériau rela ivement rigide, résistant à l'usure, cette cage assurant simultanément un guidage précis, silencieux et sans jeu des éléments roulants dans la cage. Le roulement -2- doit, par ailleurs, être d'une fabrication simple et peu coûteuse. Le roulement conforme b l'invention comprend, au moins d'un côtê d'une ou de plusieurs sections de chemin pour les éléments roulants, une bande de guidage élastique appliquant les éléments roulants avec une légère précontrainte contre une surface d'appuis Grâce à cet agencement, les éléments roulants sont en permanenceappuyés par la bande de guidage, réalisée par exemple en une matière plastique élastiquement compressible, contre les parois latérales des chemins de guidage dans la cage ou contre les chemins de roulement longitudinaux du coulisseau ou du rail, de sorte que les éléments roulants se trouvent guidés sans jeu et en étant alignés avec précision les uns derrière les autres en une rangée sans fin. Les éléments roulants ne peuvent pas se coincer et se heurter les uns les autres dans la cage, ce qui assure un fonctionnement doux et silencieux du roulement. La cage peut être fabriquée à partir d'un matériau rigide, résis-. tant à l'usure, par exemple un métal fritté0 L'usure due au contact entre les éléments roulants bt les chemins de guidage de la cage est faible. De préférence, la bande de guidage est constituée par un matériau cédant un lubrifiant, par exemple de l'huile ou un lubrifiant solide, De ce fait, le roulement se trouve alimenté, pendant une longue durée de fonctionnement, avec une quantité suffisante et uniforme de lubrifiant liquide ou solide. L'en- tretien du roulement se trouve donc simplifié-en conséquence. En outre, en raison des bonnes conditions de lubrification des éléments roulants sur les chemins de roulement du coulisseau et du rail et dans les chemins de guidage de la cage, le roulement présente une durée de vie relativement longues l'usure dans le roulement étant très faible. Dans le cas o, selon l'invention, la bande de guidage est constituée par une matière plastique expansée, remplie de lubrifiant, la bande de guidage est d'une fabrication très -3- économique et peut contenir une grande quantité d'huile pour la lubrification des éléments roulants. La bande de guidage peut être réalisée sous la forme d'une bande sans fin disposée le long du chemin de guidage aller, du chemin de guidage de retour et des deux chemins de guidage de renvoi de la rangée d'éléments roulants. La fabrica- tion de la bande de guidage se trouvant ainsi simplifiée et cette bande peut ôtre ancrée d'une manière simple dans des évidements appropriés de la cage ou du coulisseau. Ces résul- tats peuvent encore Atre améliorés dans le cas o la bande de guidage présente une section constante. Suivant une variante, la bande de guidage peut égale- ment être constituée par un élément formant Ilot disposé entre le chemin de guidage aller, le chemin de guidage de retour et les deux chemins de guidage de renvoi de la rangée d'éléments roulants. Cela assure également une réalisation économique de la bande de guidage. Pour pouvoir fixer la bande de guidage d'une manière particulièrement simple et sure à la cage ou au coulisseau, il est avantageux de la munir d'une ou de plusieurs saillies en forme de bouton -pression susceptibles d'être enfoncées et retenues dans des évidements correspondants de la cage ou du coulisseau. Dans le cas o, suivant une autre caractéristique de l'invention, la bande de guidage est entourée par la cage et/ou le coulisseau sur son côté opposé à, la section de chemin de roulement ou de guidage correspondant, le matériau élastique de la bande de guidage est protégé contre les endommagements de l'extérieur, par exemple par des outils de montage, Dans le cas o, comme déjà proposé, le matériau de la bande de guidage cède automatiquement du lubrifiant pendant le fonctionnement, cet agencement présente en même temps l'avantage que le lubri- fiant de la bande de guidage peut arriver exclusivement vers les éléments roulants et les chemins de roulement et de guidage de ces éléments, tandis que tout échappement nuisible de -4- lubrifiant vers l'extérieur se trouve empoché. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci- après plus en détail plusieurs modes de réalisation illustra- tifs et non limitatifs de l'objet de l'invention; sur ce dessin: - la figure 1 est une coupe transversale d'un roule- ment pour mouvements longitudinaux; - la figure 2 est une coupe suivant AA de la figure 1 d'une cage du roulement; - la figure 3 est une coupe suivant B-B de la figure 2; - la figure 4 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un roulement pour mouvements longitudi- naux; - la figure 5 est une coupe suivant C-C de la figure 4; - la figure 6 est une coupe transversale partielle d'un autre mode de réalisation d'un roulement pour mouvements longi- tudinaux. Sur la figure 1, la référence t désigne un élément formant coulisseau et faisant partie d'un roulement pour mouve- ments longitudinaux, ce coulisseau se composant de deux pièces 2 et 3 assemblées par vis de manière que le coulisseau 1 pré- sente en coupe transversale une forme en caisson. A l'intérieur du coulisseau 1 passe un élément 4-formant rail, ayant un profil transversal en I. Entre le coulisseau 1 et le rail 4 sont dis- posées quatre cages 6 réalisées en un matériau fritté ou une matière plastique rigide et fixées par des vis 5 au coulisseau 1 Dans chaque cage 6 est montée une rangée sans fin d'éléments roulants 7 qui dans l'exemple représenté, se présentent sous la forme de billes. Les éléments roulants 7 chargés de chaque rangée roulent entre le chemin de roulement longitudinal 8 du coulisseau 1 et le chemin de roulement longitudinal opposé 9 du rail 4- Comme le montrent surtout les figures 2 et 3, chaque cage 6 présente un chemin de guidage aller longitudinal 10 pour les éléments roulants 7 chargés, un chemin de guidage de retour - 5 - 11 pour les éléments roulants 7 non chargés et deux chemins de guidage de renvoi 12 reliant entre eux lesdits deux chemins de guidage 10, 11. Les éléments roulants 7 sont donc disposés en une rangée fermée dans la cage 6o Une bande de guidage élastique 13 disposée le long du c8té intérieur du chemin de guidage aller 10, du chemin de gui- dage de retour 11 et des deux chemins de guidage de renvoi 12, est fixée à l'aide des vis 5 à la cage 6 et au coulisseau le La bande de guidage 13 passe en dessous des éléments roulants 7 et pousse ces derniers, du fait de son élasticité, avec une légère précontrainte essen-tiellement en direction du chemin de roule- ment 9 du rail 45 de sorte que les éléments roulants 7 se trou- vent maintenus sans jeu, en étant directement jointifs, dans les chemins de guidage 10, 11, 12 de la cage 6, Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figu- res 1, 2 et 3, la bande de guidage 13 est disposée, en tant qu'élément formant ilot, entre le chemin de guidage aller 10, le chemin de guidage de retour 11 et les deux chemins de guidage de renvoi 12 de la rangée d'éléments roulants 7. Chaque bande de guidage 13 est retenue dans un évidement correspondant 14 de la cage 6, par exemple par collage. L'élément 13 formant 1lot et la cage 6 constituent donc, après enfoncement des éléments rou- lants 7 dans les chemins de guidage 10 11l et 12, par déforma- tion élastique de la bande de guidage 13, un ensemble complet qui peut être monté et démonté et remplacé tel quel d'une ma- nière simple à l'aide des vis 5 sur le coulisseau l' Dans l'exemple représenté, la bande de guidage 13 est fabriquée à partir d'une matière plastique expansée à cellules ouvertes, remplie d'huile de lubrification cette matière étant en mesure de céder, pendant toute la durée d'utilisation du roulement, uniformément le lubrifiant nécessaire sous la ferme d'huile aux éléments roulants 7. A l'état monté (voir figure 1), la bande de guidage 13 est entourée par la cage 6 et le coulis- seau 1 sur le c8té oppose au chemin de guidage aller 10, au chemin de guidage de retour 11 et aux deux chemins de guidage -6_ de renvoi 12 de la rangée correspondante d'éléments roulants 7. De ce fait, la bande de guidage 16 ne peut pas céder son huile de lubrification directement vers l'extérieurs ce qui évite des pertes d'huile de lubrification* Sur les figures 4 et 5 est illustrée une variante de roulement pour mouvements longitudinaux présentant un coulis- seau 15 en forme de deuille traversé de part en part par une ouverture radiale 16 en forme de fente, et un rail 17 en forme de barre circulaire comportant un méplat longitudinal 18. Dans l'ouverture 16 en forme de fente du coulisseau 15 est monté dans ce cas un élément 19 dont les nervures de maintien 20 fai- sant saillie en direction circonférencielle du roulement s'ap- puient radialement contre l'alésage de la douille extérieure 21 du coulisseau 15. La douille extérieure 21 du coulisseau 15 présente, dans son alésage, des chemins de roulement longitudinaux 22 pour les éléments roulants 23 chargés et des rainures longitu- dinales 24 pour les éléments roulants 23 non chargés de cinq rangées sans fin d'éléments roulants 23, réparties sur la péri- phérie. Dans l'alésage de la douille extérieure 21 est montée une cage 25, également fendue, dans laquelle sont ménagés, pour chaque rangée d'éléments roulants 23, un chemin de guidage al- ler longitudinal 26 pour les éléments roulants 23 chargées, un chemin de guidage de retour 27 pour les éléments roulants 23 non chargés et deux chemins de guidage de renvoi 28 reliant entre eux lesdits deux chemins de guidage 26, 27, Les éléments roulants 23 chargés de chaque rangée roulent entre le chemin de roulement longitudinal 22 de la douille extérieure 21 du coulisseau 15 et le chemin de roulement longitudinal 17a formé par la surface latérale cylindrique du rail 17. Sur chacune des deux extrémités de la cage 25 est rap- porté un capuchon d'extrémité 29 qui retient la douille exté- rieure 21 latéralement sur la cage 25 (figure 5). Un joint d'étanchéité élastique 29a est encliqueté dans l'alésage de chaque capuchon.d'extrémité 29. 7- Le long des côtés intérieurs du chemin de guidage aller 26, du chemin de guidage de retour 27 et des deux chemins de guidage de renvoi 28 de chaque rangée d'éléments roulants 23, une bande de guidage élastique d'une seule pièce est dis- posée, en tant qu'élément 30 formant îlot, entre les chemins de guidage 26, 27, 28 de la rangée. Cet élément 30 formant lot qui peut être fabriqué à partir d'une matière plastique élasti- que pousse les éléments roulants 23 avec une légère précon- trainte essentiellement en direction du chemin de roulement longitudinal 17a du rail 17. L'élément 30 comporte une saillie 31 en forme de bouton-pression, dirigée radialement vers l'in- térieur, coopérant avec un évidement correspondant 32 de la surface latérale extérieure de la cage 25 en vue de sa fixation, simple à la cage 25. L'élément 30 formant lot prend appui dans l'alésage de la douille extérieure 21. L'élément 19 rapporté dans l'ouverture 16 en forme de fente comprend une plaque 33 formant chemin de roulement. De chaque c8té du plan de coupe CC de la figure 4, une bande de guidage élastique 34 et une coiffe 35 sont rapportées sur la plaque 33 de manière à entourer cette dernière. Les deux coiffes , qui sont constituées par une matière résistant à l'usure et sont assemblées par vissage ou soudage, forment la cage 36. Elles maintiennent sur la plaque 33 formant chemin de roulement, les deux bandes de guidage 34 et une rangée fermée d'éléments roulants 37 en forme de billes, disposée entre les bandes de guidage 34, de sorte que l'élément 19 forme un ensemble complet pouvant 8tre rapporté dans ou retiré de l'ouverture 16, selon les besoins. Un chemin de roulement longitudinal 38 en forme de rainure pour les éléments roulants 37 chargés est ménagé sur le côté radial intérieur de la plaque 33, et un chemin de roulement longitudinal '39 en forme de rainure lur les éléments roulants 37 non chargés est pratiqué sur le cÈté radialement extérieur de cette plaque 33. Les deux chemins de roulement 38, 39 sont reliés entre eux par des chemins de renvoi 33a demicirculaires _8_ prévus aux extrémités longitudinales de lal4aque 33. Les éléments roulants 37 chargés roulent entre le chemin de roulement longitudinal 38 de la plaque 33 de l'élément 19 rapporté dans le coulisseau 15, et le chemin de roulement longitudinal 40 en forme de rainure du rail 17. Des couples du coulisseau 15 sont donc transmis au rail 17 par les éléments roulants 37 chargés de l'élément 19. Les bandes de guidage 34 sont disposées sur les deux côtés du chemin de guidage aller 41, du chemin de guidage de retour 42 et des deux chemins de guidage de renvoi 43 de la rangée d'éléments roulants 37 dans la cage 36. Ces bandes de guidage 34 poussent les éléments roulants 37 avec une légère précontrainte radialement vers l'extérieur de sorte que les éléments roulants viennent-porter contre le chemin de roulement 40 ou contre les deux bords extérieurs opposés 44 du chemin de guidage de retour 42 et des deux chemins de guidage de renvoi 43 de la cage 36. Par ailleurs, chaque bande de guidage 34 est entourée sur son côte opposé au chemin de guidage aller 41, au chemin de guidage de retour 42 et aux deux chemins de guidage de renvoi 43, c'est-à-dire sur le côté éloigné du plan de coupe C-C, par la cage 36 et'la plaque 33 du coulisseau 15. Chaque bande de guidage 34 qui, dans le cas-représenté, est constituée par un matériau fritté élastique cédant un lubrifiant solide, par exemple du bisulfure de molybdène, du graphiteetc, cède ainsi son lubrifiant solide sans pertes exclusivement aux éléments roulants 37 contigus. Etant donné que l'élément 19 est réalisé de façon symétrique, il peut, si le chemin de roulement 38 de la plaque 33 est usé, être retiré de l'ouverture 16, être tourné de 1800 autour de son axe longitudinal et être remis en place dans l'ouverture 16, de sorte que le chemin de roulement 39 non usé de la plaque 33 supporte maintenant les éléments roulants 37 chargés. Cette manière de faire permet de prolonger la durée d'utilisation du roulement. La figure 6 est une coupe transversale partielle d'un 9 _ roulement pour mouvements longitudinaux, ayant une structure semblable à celle du roulement illustré par les figures 4 et 5* Le roulement comprend, ici également, un coulisseau 15 en forme de douille, avec une douille extérieure 21 et une cage 25 rela- tivement rigide rapportée dans l'alésage de la douille extérieure 21. Des rangées fermées d'éléments roulants 23 en forme de billes son"t réparties sur la circonférence de la cage 25. Chaque rangée d'éléments roulants 23 est guidée dans un chemin de guidage aller longitudinal 26 pour les éléments-roulants 23 chargés, un chemin de guidage de retour 27 pour les éléments roulants 23 non chargés et deux chemins de guidage de renvoi 28 reliant entre eux lesdits deux chemins de guidage. Les éléments roulants chargés de chaque rangée roulent entre le chemin de roulement cylindrique 22 longitudinal de la douille extérieure 21 du coulisseau 15 et le chemin de roulement longitudinal 17a formé par la surface latérale cylindrique du rail 17. La bande de guidage 45 se présente cependant ici sous la forme d'une bande élastique sans fin s'étendant le long du chemin de guidage aller 26, du chemin de guidage de retour 27 et des deux chemins de guidage de renvoi 28 le long dtune rangée d'éléments roulants 23. La bande de guidage 45 qui est consti- tuée par une matière poreuse élastique cédant un lubrifiant, par exemple de l'huile, présente une section transversale cons- tante. Par ailleurs, la bande de guidage 45 est disposée dans un creux 46 sans fin ménagé au bord radialement extérieur du chemin de guidage aller 26, du chemin de guidage de retour 27 et du chemin de guidage de renvoi 38 de telle manière que la bande pousse les éléments roulants 23 latéralement contre la paroi latérale opposée des chemins de guidage 26, 27 et 28 et radialement vers l'intérieur contre le chemin de roulement longitudinal 17a, et guide ainsi les éléments roulants de ma- nière qu'ils soient exactement alignés, Les popriétés dtamor- tissement des chocs de la bande de guidage élastique 45 assu- rent un fonctionnement silencieux du roulement. Les exemples de réalisation décrits ci-dessus peuvent - 10 _ recevoir de multiples modifications et variantes dans le cadre de l'invention. En particulier, les éléments roulants ne sont pas nécessairement réalisés sous la forme de billes. En cas de réalisation appropriée du profil des chemins de roulement du coulisseau et du rail et des chemins de guidage aller, de re- tour et de renvoi de la cage, les éléments roulants-peuvent également être constitués par des rouleaux à surface cylindri- que ou bombée. En cas d'utilisation d'éléments roulants à sur- face-cylindrique, ces éléments roulants peuvent être disposés en une rangée en ayant leurs axes croisés à 900 (roulement à rouleaux croisés). En outre, les éléments roulants d'une rangée peuvent évidemment aussi être munis d'un intercalaire ou d'in- tercalaires dispos6s entre les différents éléments roulants et empêchant un contact mutuel de ces éléments roulants. - 11 - REVEND ICAT IONS 1. Roulement pour des mouvements longitudinaux entre un élément formant coulisseau et un élément formant rail, com- prenant au moins une cage disposée entre le coulisseau et le rail et au moins une rangée fermée d'éléments roulants dans ladite cage, les éléments roulants chargés de chaque rangée roulant entre des chemins de roulement longitudinaux du cou- lisseau et du rail et la cage présentant un chemin de guidage longitudinal aller pour les éléments roulants chargés de chaque rangée, un chemin de guidage de retour pour les éléments rou- lants non chargés et deux chemins de guidage de renvoi reliant entre eux lesdits deux chemins de guidage, caractérisé par le fait qu'une bande de guidage (13, 30, 34, 45) élastique, appli- quant les éléments roulants (7, 23, 37) avec une légère précon- trainte contre une surface d'appui (9, 11, 12, 26, 27, 28, 40, 44), est disposée d'un côté au moins d'une ou de plusieurs sec- tions de chemin (10, 26, 41; 11, 27, 42; 12, 28, 43) pour les éléments roulants. 2. Roulement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la bande de guidage (13, 30, 34, 45) est cons- tituée par un matériau cédant uw lubrifiant, par exemple de l'huile ou un lubrifiant solide. 3. Roulement suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la bande de guidage (13) est constituée par une matière plastique expansée remplie d'huile de lubrification. 4. Roulement suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que la bande de guidage (45) est réalisée sous la forme d'une bande sans fin disposée le long du chemin de guidage aller (26), du chemin de guidage de retour (27) et des deux chemins de guidage de renvoi (28) de la rangée d'éléments roulants (23). 5. Roulement suivant la revendication 4. caractérisé par le fait que la bande-de guidage (45) présente une section transversale constante. - 12 - 6. Roulement suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que la bande de guidage est réalisée à la manière d'un élément (13, 30) formant îlot disposé entre le chemin de guidage aller (10, 26), le chemin de guidage de retour (11, 27) et les deux chemins de guidage de renvoi (12, 28) de la rangée d'éléments roulants (7, 23) Roulement suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que la bande de guidage (30) comporte une ou plusieurs saillies (31) en forme de bouton-pression coopérant avec des évidements correspondants (32) de la cage ou du coulisseau. 8. Roulement suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que la bande de guidage (13, 34) est entourée, sur son côté éloigné à la sec- tion correspondante de chemin (10, 26, 41; 11, 27, 42; 12, 28, 43) pour les éléments roulants, par la cage (6, 36) et/ou par le coulisseau (1, 33)