Brevet FR2504998A1 — publié le 19821105

Patin de roulement. La présente invention concerne les patins de roulement comprenant une série de galets porteurs cylindriques qui sont mon- tés mobiles dans un support comportant un corps et des embouts de retour, en étant jointifs ou pratiquement jointifs, de manière à pouvoir à la fois pivoter autour de leur axe et se déplacer perpen- diculairement à cet axe suivant un trajet sans fin. Pour assurer le maintien des galets porteurs dans leur support, on est obligé jusqu'à présent d'utiliser des galets por- teurs spéciaux Dans certains patins, chacun de ces galets comporte O 10 dans sa partie médiane une gorge annulaire dans laquelle est engagé un fil de maintien fixé au support et s'étendant dans la direction de déplacement des galets Mais ces patins ne présentent pas une rigidité de retenue suffisanite lorsqu'on les introduit en précon- traint entre un biti et une charge; en effet, le fil peut alors se déformer Dans d'autres natinsz las faces latérales des galets pré- sentent des t Acns erngags dans des rainures du support ou mainte- nus par des plaq)es fixée sur ce dernier, de part et d'autre des galets Mais la rectification des faces des galets est rendue dif- ficile par la présence les ettons et le qui'age litarai de ces ga- lets est médiocra parce Eue de hauteur réduite Il existe également des patins dont les aaeta o, portent des portions d'extrémité, de diamètre rduit par lesquelles ils sont maintenus dans leur sup- port; cef galets sont plus raoneis are aes alets tétons, mais sont plus couteux que des galets normaux, Une caractéréstiae C mune ô tctues ces solutions est que hors leur parcours rectiligne les g;iet porteurs ne sont plus en rotatiîn et glibsen sur les parois, en engendrant ainsi des frottements non ngligeahes. La présente inentiorn a pour objet Un patin de roulement 3 qui utilise, au contraire des galets porteurs norrtmaax et dans le- quel ces g-lets sont guidés latéralement et maintenus de manière excellente, en ayante si on se Ags Ire un mouvement de rotation pur Le patin selon 'inesention est caractérisé en ce que, entre les parties supérieures de chaque groupe de galets consécutifs. sont intercalés un ou plusieurs organies de roulement situés en re- trait par rapport au plan tangent extérieurement à ces galets, et en ce qu'il comprend des moyens pour maintenir ces organes de rou- lement intercalaires dans le support, le jeu entre les galets étant suffisamment faible pour que ces galets S o i e N t 2 2504998 maintenus dans le support par les organes de roulement interca- laires. Ces organes de roulement intercalaires peuvent être cons- titués par des billes, des aiguilles cylindriques ou des aiguil- les cylindriques à tétons Dans le corps du patin, les billes ou bien les extrémités ou les tétons des aiguilles peuvent être dis- posés dans des évidements ou rainures ménagées dans ou sur des épaulements de guidage des galets porteurs Ces évidements ou rai- nures peuvent être usinés dans les flancs latéraux des pistes des galets ou bien être situés à côté de ces pistes et être fermés par une bande rapportée fixée au patin Dans les embouts de retour prévus aux extrémités du corps du patin, les organes intercalaires peuvent être maintenus par un épaulement prévu à l'intérieur de l'embout et qui prolonge lesdits évidements ou rainures. Le jeu entre les galets doit, dans le cas o les organes de roulement intercalaires sont constitués par des aiguilles, être inférieur au diamètre de ces aiguilles Dans le cas o les organes de roulement sont constitués par des billes, il doit être un peu inférieur au rayon de ces billes Pour régler le jeu global entre les galets, on peut mettre côte à côte entre deux galets porteurs deux ou plusieurs organes intercalaires ou un organe intercalaire de plus grand diamètre. On peut aussi régler le jeu entre les galets porteurs en modifiant la position des surfaces sur lesquelles roulent les organes intercalaires Cette position est avantageusement choisie de manière que, dans la zone de retour du patin, les galets ne soient pas jointifs et s'appuient sur ces organes intercalaires. En effet, les galets roulent alors dans la zone de retour au lieu de glisser comme dans les patins traditionnels Le frottement des galets étant ainsi supprimé dans les embouts du patin, on peut donner à la surface de guidage des galets une forme non plus cir- culaire mais quelque peu aplatie, ce qui raccorcit la longueur des embouts Pour une même longueur hors tout du patin, la surface utile du patin présente ainsi une longueur plus grande, ce qui augmente la capacité de charge du patin pour un même Encombrement extérieur Pour la même raison, on peut se permettre de diminuer l'épaisseur du corps du patin, qui est en général surabondante dans les patins de faibles dimensions, donc, pour une même épais- seur totale du patin, d'avoir des galets de diamètre plus grand et une capacité de charge plus élevée. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le patin comporte, en outre, des organes de roulement (billes ou aiguilles) intercalés entre les parties inférieures des galets porteurs reposant sur la piste de roulement de ces galets ou éven- tuellement sur des pistes particulières adjacentes à ladite piste de roulement, et présentant un diamètre tel qu'ils n'augmentent pas dans les parties droites le jeu entre les galets, mais déter- minent ce jeu dans les parties courbes Grâce à cette disposition, il est possible, en jouant sur la forme du fond des embouts, de faire rouler les galets, dans les parties courbes, sur une piste supérieure et de leur faire prendre appui sur les organes inter- calaires inférieurs qui eux continueront de rouler sur leur piste. Les galets et les organes intercalaires inférieurs ont ainsi un mouvement de roulement pur, exempt de tout glissement Les efforts dans les parties courbes sont alors supportés par les organes in- tercalaires inférieurs qui peuvent avoir un diamètre plus grand que les organes intercalaires supérieurs. Chacun des embouts du patin peut être constitué par un élément principal comportant une piste inférieure de roulement pou: les galets porteurs ou les organes intercalaires inférieurs éven- tuels et des pistes latérales de roulement pour les organes inter- calaire supérieurs, et un couvercle comportant, si des organes in- tercalaires inférieurs sont prévus, une piste de roulement supériei re pour les galets porteurs Les pistes latérales nécessaires aux organes intercalaires supérieurs peuvent en variante être ménagées dans les faces latérales du couvercle. En variante, dans le cas o le patin comporte des organes intercalaires inférieurs, chacun des embouts du patin peut être constitué par un élément principal comportant une piste inférieure de roulement pour les organes intercalaires inférieurs, et un cou- vercle comportant une piste de roulement supérieure pour les galets porteurs; des rainures de maintien des organes intercalaires supé- rieurs peuvent être prévues comme dans le cas précédent en partie ou en totalité dans l'élément principal de l'embout ou bien en par- tie ou en totalité dans son couvercle Le montage des éléments rou- lants en est facilité. Chacun des embouts peut comporter un prolongement qui s'é- tend danosleucorps du patin et dont la face inférieure forme piste de roulement pour les organes de roulement intercalaires Cette 3 - 4 2504998 disposition simplifie l'usinage du corps du patin, économise de la matière, et permet un gain de place en largeur pour les galets; on peut ainsi accroître la capacité de charge des patins. Les organes de roulement intercalaires peuvent être mainte- nus en place par des bandes comportant une partie rectiligne au droit du corps central du patin et, dans les zones extrêmes de ce corps central, des parties incurvées qui se prolongent dans les embouts et constituent en tout ou partie les pistes de roulement de ces organes de roulement dans les embouts On assure ainsi le guidage parfait des organes intercalaires au droit des galets por- teurs lorsque ceux-ci quittent la piste rectiligne du corps du pa- tin pour emprunter la piste des embouts ou réciproquement. La vitesse d'entrée du galet dans un embout n'est pas iden- tique à la vitesse de sortie du galet qui se trouve à l'extrémité opposée de cet embout Il en résulte des vibrations qui sont très perceptibles On peut éliminer ces vibrations en interposant, entre les embouts du patin et les têtes des boulons de fixation de ces embouts sur le corps du patin, des éléments élastiques tels que des ressort ou des rondelles de caoutchouc On peut aussi, à l'inté- rieur des embouts, réaliser l'une des pistes des galets porteurs ou des organes intercalaires en une matière suffisamment élastique pour absorber ces variations sans pour autant accroître le frotte- ment de roulement. On a décrit ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réalisation du patin de roulement selon l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en plan du patin, avec coupe par- tielle, dans un premier mode de réalisation, utilisable lorsque la charge est située au-dessus du patin. La Figure 2 en est une coupe longitudinale suivant II-II de la Figure 1; La Figure 3 en est une coupe transversale suivant III-III de la Figure 2; La Figure 4 est une vue en perspective explosée de l'un des embouts du patin; La Figure 5 est une vue en plan d'un détail d'un autre mode de réalisation; La Figure 6 en est une coupe transversale suivant VI-VI de la Figure 5; La Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un troi- 2504998 sième mode de réalisation; La Figure 8 est une vue en coupe transversale d'un détail d'une variante; La Figure 9 en est une coupe longitudinale partielle sui- vant IX-IX de la Figure 8; La Figure 10 est une vue en perspective d'une extrémité d'une bande de maintien des organes de roulement intercalaires; La Figure 11 est une vue en perspective d'un détail d'un autre mode de réalisation, La Figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'encore un autre mode de réalisation. Tel qu'il est représenté aux Figures i à 4, le patin de rou- Jement comprend un corps ou support i dans les deux faces opposées duquel sont ménagés des évidements 2 a et 2 b rectilignes et de sec- tion rectangulaire Des galets cylindriques 3 sont disposés dans les évidements 2 a et 2 b qui s'étendent sur toute la longueur du corps L'évidement 2 a a une profondeur légèrement inférieure au diamètre des galets 3 de sorte que les galets qui s'y trouvent, font saillie par rapport au corps; sa largeur est sensiblement égal à la longueur des galets, ceux-ci étant ainsi guidés latéralement avec précision L'évidement 2 b a même largeur que l'évidement 2 a mais sa profondeur est supérieure au diamètre des galets. Entre les galets 3 Sont intercalées des aiguilles cylin- driques 4 qui sont plus longues que les galets et dont les extré- mités sont engagées ans des évidements 5 a et 5 b disposés latérale- ment, de part et d'autre des évidements 2 a et 2 b Ces aiguilles qui maintiennent les aa Zets 3 en place, pratiquement sans jeu, sont elles-mêmes maiintnues par des bandes planes 6 a et 6 b qui re- couvrent leurs extréadités et sont partiellement logées dans des évidements 7 a et 7 b accents aux évidements 5 a et Sb, la profondeur de ces évidaments étant au moins écgale à l'épaisseur des bandes; ces dernières sont fixées sur le bâti 1 par des vis 8, par soudure, par encastrement ou par tout autre moyen Dans l'évidement 2 a, les galets 3 sont pratiquement au contact les uns des autres; par contre, les évidements 7 b adjacents à l'évidement 2 b ont une hau- teur telle que les aiguilles 4 maintiennent les galets 3 se trou- vant dans cet évidement 2 b légèrement écartés les uns des autres. A chacune des extrémités du corps 1 se trouve un embout 9 fermé par un couvercle 10, ces deux éléments étant fixes au 6 - corps 1 par des boulons il Chacun des embouts 9 est formé de deux éléments latéraux 9 a et 9 b réunis l'un à l'autre par une partie centrale transversale 9 c dont la longueur est sensiblement égale à celle des aiguilles 4 La face extérieure 12 de la partie 9 c est semi-cylindrique et se raccorde aux fonds des évidements 2 a et 2 b La face latérale interne de chacun des éléments 9 a et 9 b comporte un décrochement 13 dont le fond se raccorde aux faces internes des bandes 6 a et 6 b. Le couvercle 10 a une section transversale sensiblement en forme de croix Ses extrémités latérales, qui sont traversées par les boulons de fixation 11, sont engagées dans des évidements 14 des éléments latéraux 9 a et 9 b de l'embout 9 Sa partie centra- le est engagée sans jeu entre ces éléments latéraux et présente une face interne 15 qui est cylindrique. On voit de lacdscription qui précède que le corps 1, les embouts 9 et les couvercles 10 déterminent un trajet sans fin pour les galets 3 Lorsqu'une charge est déplacée sur le patin dans le sens de la flèche F, chacun des galets passe successivement dans l'évidement 2 a, à l'intérieur de l'un des embouts entre les élé- ments 9 a et 9 b de cet embout, dans l'évidement 2 b et à l'intérieur de l'autre embout; les fonds des évidements 2 a et 2 b et les faces 12 des embouts constituent des pistes de roulement pour ces galets. De manière analogue, les aiguilles de maintien 4 se déplacent successivement au contact des bandes 6 a, puis des galets porteurs, puis du fond du décrochement 13 de l'un des embouts, des bandes 6 b et du fond du décrochement 13 de l'autre embout, ces bandes et ces décrochements constituant des pistes de roulement pour les aiguilles. Les galets 3 traversant les embouts ne sont plus au contact les uns des autres et roulent sur la face extérieure 12 de la partie centrale 9 c de l'embout, dans le même sens que sur le fond de l'évidement 2 a Ils roulent également sur le fond de l'é- videment 2 b, lors de leur trajet de retour. Il est à noter que ce mode de réalisation simplifié, ainsi que le mode de réalisation de la Figure 7, ne conviennent pas à un patin qui fonctionnerait en position inversée par rapport à celle de la figure, car les organes intercalaires ne seraient plus guidés suffisamment à partir du moment o le galet 3 (Fig 2) dépasserait l'arête du corps du patin Une r é a 1 i S a t i o n CV 499 assurant un guidage continu des éléments intercalaires et permet- tant l'utilisation du patin dans toutes les positions est présen- tée aux Figures 8 à 12. Dans le mode de réalisation des Figures 5 et 6, les aiguil- les intercalaires sont remplacées par des billes 16 mobiles dans les évidements 5 a et 5 b et maintenues par les bandes 6 a et 6 b Dans une variante non représentée, les aiguilles 4 pourraient être rem- placées par des éléments cylindriques qui seraient munis à leurs extrémités de tétons de diamètre réduit maintenus par les bandes 6 a et 6 b. Dans le mode de réalisation de la Figure 7, des aiguilles 17 ou des billes sont en outre intercalées entre les parties infé- rieures des galets 3 Le décrochement 13 (Fig 2) des faces laté- rales internes des éléments latéraux des embouts est remplacé par une gorge en arc de cercle 18 dans laquelle s'engagent les extré- mités correspondantes des aiguilles 4 et qui gdde ces aiguilles. Les aiguilles inférieures 17 roulent sur la face 12 de l'embout alors que les galets roulent sur la face interne 15 du couvercle Dans ce cas, le sens de rotation des galets s'inverse à l'inté- rieur des embouts, mais le mouvement des galets est encore en mou- vement de rotation pur, sans frottement. Dans le mode de réalisation des Figures 8 et 9, l'embout 9 et son couvercle 10 sont remplacés par un embout 19 qui, en une ou plusieurs pièces, comporte des prolongements 19 a, de section en U ou en L par exemple, adjacents à l'évidement 2 a du corps 1 du patin et dont les faces inférieures forment des pistes de roule- ment continues pour les aiguilles 4 Les prolongements 19 a des deux embouts se rejoignent sensiblement au milieu du patin On peut également envisager que les embouts de chaque extrémité et leur prolongement au dessus du corps du patin ne fassent qu'une seule et même pièce, le montage des éléments roulants s'effectuant par l'autre face du corps du patin Ces modes de réalisation simpli- fient à l'extrême l'usinage du corps du patin;-ils permettent que la tête des boulons de fixation du patin sur le corps du bâti de la machine reste apparente de telle sorte que la largeur disponi- ble pour les galets porteur soit maximale, ce qui entraîne une économie de matière et d'usinage, et une augmentation de la capa- cité de charge du patin. On remarquera à la Figure 9 que la piste de roulement 7 - 8 2504998 des aiguilles 4 commence à s'infléchir bien avant l'extrémité du corps 1 En effet, à partir du moment o un galet franchit l'arête de l'évidement 2 a, il suit la piste 12 et l'aiguille qui le suit immédiatement prend une trajectoire curviligne. Au lieu d'utiliser pour maintenir les organes intercalaires des bandes planes 6 a et 6 b (Fig 11), on peut prévoir des bandes dont les extrémités sont divisées en deux branches par une fente longitudinale (Fig 10), la branche intérieure 20 a étant cintrée et se raccordant au fond de l'évidement 13 ou à la face supérieure de la gorge 18 Cette réalisation permet un contact permanent entre organes intercalaires et galets porteurs, et entre organesinterca- laires et leur piste. A la Figure 11, on voit un embout dont chacun des éléments latéraux 9 a comporte un prolongement 9 d qui s'étend au dessus du corps 1 et dont la face inférieure prolonge le fond de l'évidement 13 jusqu'à la face inférieure de la bande de retenue 6 a, cette der- nière étant ici plus courte que le corps 1 Les prolongements 9 d des embouts pourront être arrêtés de préférence à l'endroit 24 o se trouve positionné l'organe intercalaire lorsque le galet porteur qui le précède immédiatement est sur le point de quitter la piste rectiligne du corps du patin En effet, il est utile de prévoir, au raccordement de la piste du corps du patin avec la partie cylindri- que de l'embout, un chanfrein 23 destiné à faciliter l'introduction du galet porteur sous la charge A ce point précis toute contrainte est supprimée sur l'organe intercalaire qui franchira donc le pas- sage d'une piste à l'autre sans aucun choc La forme courbe des em- bouts et de leur prolongement est telle que l'organe intercalaire est contamment en contact avec les galets porteurs qui l'encadrent et avec la piste formée par la partie inférieure des embouts. A la Figure 12, les bandes 6 a sont remplacées par des bandes 21 qui se prolongent au delà du corps 1 dans les embouts par des portions courbes 21 a qui remplacent l'évidement 13 La courbure de ces prolongements est telle que l'organe intercalaire est cons- tamment en contact avec les deux galets porteurs qui l'encadrent et avec la piste formée par la partie inférieure de ces prolongements. Ceux-ci seront arrêtés, de préférence, à l'endroit 22 o se trouve positionné l'organe intercalaire lorsque le galet porteur lui fai- sant immédiatement suite quitte la piste rectiligne La présence du léger chanfrein 23 supprime en effet à ce point précis du par- 9 2504998 cours toute contrainte sur l'organe intercalaire qui pourra ainsi passer de la piste constituée par le prolongement à celle ménagée dans l'embout sans choc. Il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais en couvre, au contraire, toutes les variantes C'est ainsi, notam- ment, que les évidements 2 a et 2 b, au lieu d'être rectilignes, pourraient être courbes, soit concaves, soit convexes, de façon que les galets porteurs qui viennent s'y loger puissent supporter des surfaces non plus planes mais cylindriques Par ailleurs, le fond du patin peut comporter un couvercle muni de rebords qui servent de pistes aux organes de roulement intercalaires 4, ces pistes pouvant éventuellement se prolonger dans les embouts ou inversement. La face active du patin peut également être fermée par un couvercle agencé de manière analogue, ce couvercle étant évidé en son centre pour permettre le passage des galets 3. - RBVPNDATXONS 1 Patin de roulement comprenant une série de galets por- teurs cylindriques qui sont montés mobiles dans un support compor- tant un corps et des embouts de retour en 6 tant jointifs ou prati- quement jointifs, de manière & pouvoir à la fois pivoter autour de leur axe et se déplacer perpendiculairement à cet axe suivant un trajet sans fin, caract 6 risé en ce que, entre les parties sup 6 rieu- res de chaque groupe de galets consécutifs ( 3 k, sont intercalés un ou plusieurs organes de roulement ( 4-16) situ 6 és en retrait par rap- port au plan tangent extérieurement & ces galets, et en ce qu'il comprend des moyens ( 6 a-6 k) pour maintenir ces organes de roulement intercalaires dans le support, le jeu entre 1 es galets ( 3) étant suffisammnent faible pour que ces galets soient maintenus dans le support par les organes de roulement intercalaires. 2 Patin selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 es organes de roulement intercalaires sont constitués par des billes ( 16), des aiguilles cylindriques ( 4) ou des ailguilles cylindriques à tétons. 3 Patin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les billes ou bien les extrémités ou les tétons des aiguilles sont dis- posés dans des évidements ( 7 a-7 _) ou rainures ménagés dans ou sur les épauleuents de guidage des galets porteurs. 4 Patin selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans les embouts de retour ( 9) prévus aux extrémités du corps du patin, les organes intercalaires sont maintenus par des épaulements ou rainures ( 13) prévus à l'intérieur de l'embout et qui prolongent lesdits évidements ou rainures. Patin selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé on ce que la position des surfaces sur lesquel- les roulent les organes intercalaires ( 4) est déterminée de manière que, dans la zone de travail des galets porteurs ( 3) ceux-ci soient espacés de la distance désirée, éventuellement nulle, et que, dans la zone de retour, les galets porteurs ne soient pas jointifs et prennent un appui effectif sur les organes intercalaires, le mou- vement de retour des galets porteurs étant ainsi un mouvement de 11 25 G 4991 rotation pure. 6 Patin selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des organes de roulement ( 17) intercalés entre les parties inférieures des galets porteurs ( 3),reposant sur la piste de roulement de ces galets ou éventuellement sur des pistes particulières adjacentes à ladite piste de roulement, et présentant un diamètre tel qu'ils détermi- nent le jeu entre les galets porteurs, tant dans la partie recti- ligne active du patin que dans les parties courbes. 7 Patin selon l'une quelconque des revendications pr 6 cé- dentes, caractérisé en ce que chacun de ses embouts 9 est consti- tué par un élément principal comportant une piste inférieure de roulement pour les galets porteurs ou organes intercalaires infé- rieurs éventuels et des pistes latérales de roulement pour les or- ganes intercalaires supérieurs, et un couvercle ( 10) comportant, à l'on prévoit des organes intercalaires inférieurs, une piste de roulement supérieure pour les galets porteurs. 8 Patin selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacun de ses embouts est constitué par un élément prin- cipal comportant une piste inférieure de roulement pour les organe intercalaires inférieurs, et un couvercle comportant une piste de roulement supérieure pour les galets porteurs, des rainures de mai tien des organes intercalaires supérieurs étant prévues en partie ou en totalité dans l'élément principal de l'embout ou bien en partie ou en totalité dans son couvercle. 9 Patin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacun de ses embouts ( 19) comporte un prolc gement ( 19 a) qui s'étend dans le corps ( 1) du patin et dont la fa inférieureforme piste de roulement pour les organes de roulement intercalaires ( 4), la hauteur du corps du patin étant alors limita par la hauteur de l'épaulement nécessaire à un guidage convenable des galets porteurs, afin de permettre une largeur maximale de ceux-ci. Patin selon la revendication 9, caractérisé en ce que 4998 12 - le prolongement de l'embout s'arrête à l'endroit ( 24) o le trajet des organes intercalaires cesse d'être rectiligne. 11 Patin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les organes de roulement intercalaires ( 4) sont maintenus en place par des bandes ( 21) comportant une partie rectiligne au droit du corps du patin et des parties incurvées qui se prolongent dans les embouts et constituent en tout ou partie les pistes de roulement de ces organes de roulement dans les em- bouts. 12 Patin selon la revendication 11, caractérisé en ce que le prolongement des parties incurvées dans les embouts s'arrête & l'endroit 22 o se trouve l'organe intercalaire lorsque le galet porteur qui le suit immédiatement est positionné sur le chanfrein ( 23). 13 Patin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que des éléments élastiques tels que des ressorts ou des rondelles de caoutchouc sont interposes entre les embouts du patin et les têtes des boulons de fixation de ces embouts. 14 Patin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'une des pistes des galets porteurs ou des organes intercalaires dans l'embout est constitué en une matière élastique pour régulariser la circulation des galets porteurs.