Brevet FR2522750A1 — publié le 19830909

Roulement pour déplacements linéaires. La présente invention se rapporte à un roulement pour déplacements linéaires muni de rangées sans fin d'élé- ments roulants répartis sur la périphérie, ce roulement étant constitué par un support soutenant radialement à l'extérieur les éléments roulants sous charge et comportant des canaux axiaux aménagés sur sa surface latérale, et par une cage qui, aux extrémités du support, assure le renvoi et le retour des- dits éléments roulants non chargés. Un roulement de ce type est déjà connu sous forme de roulement à billes par la demande de brevet allemand 26 49 245 Dans cette version le support est réalisé massif et sa surface latérale présente des canaux axiaux pour le re- tour des billes non chargées Les billes sous charge des ran- gées de billes sans fin sont directement soutenues dans le sens radial par la surface de l'alésage du support Bien que ce mode de réalisation donne toute satisfaction quant à son fonctionnement, il est désavantageux que le support ne puisse être fabriqué qu'en recourant à des moyens techniques compli- qués Le brochage des canaux s'accompagne de surcroît d'un important enlèvement de copeaux d'o une grande dépense de matériau. L'invention a par conséquent pour objet de réaliser un roulement du type précité qui puisse être fabriqué écono- miquement par des moyens simples et presque sans déchets. Ce résultats est atteint selon l'invention par le fait que pour former les canaux axiaux pour les éléments rou- lants, le support présente une section transversale en forme de méandres ou ondulée dans le sens périphérique et réalisée par formage. Le support peut par exemple être fabriqué à partir d'un tronçon de tube à paroi mince Le façonnage du tube en un anneau de section transversale en forme de méandres ou ondulée dans le sens périphérique s'effectue en pareil cas par exemple par estampage pas à pas de différents canaux axiaux destinés à recevoir les éléments roulants et disposés à la distance voulue les uns des autres afin d'obtenir une répartition régulière sur la périphérie On peut toutefois aussi estamper simultanément tous les canaux au moyen d'un outil approprié Les canaux sont continus dans le sens axial de telle sorte que le support présente à n'importe quel en- droit la même section transversale dans le sens axial Un support fabriqué de cette façon ne donne aucun déchet Par ailleurs, aucune exigence particulière n'étant imposée aux dispositifs d'usinage mécaniques il en résulte dans l'ensem- ble un faible coût de fabrication. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support réalisé sous la forme d'une bande de tôle en forme de méandres ou ondulée et pliée en un anneau. Dans ce cas, on forme par estampage ou pliage, les canaux dans une bande de tôle plane et de longueur appropriée préalablement coupée et que l'on plie ensuite en un anneau. En disposant convenablement les outils, le pliage en un an- neau peut aussi s'effectuer directement pendant la fabrica- tion des canaux Les deux extrémités libres se rejoignent lors -du pliage du support terminé et peuvent être soudées en cas de besoin Dans de nombreux cas d'utilisation cependant, les extrémités libres peuvent sans inconvénient restées simple- ment aboutées étant donné que le support ou l'ensemble du roulement pour déplacements linéaires est de toute façon fixé à l'intérieur d'un corps Dans quelques cas d'utilisation, il est par ailleurs préférable d'ajuster dans certaines limi- tes le diamètre du roulement Une fente au niveau du point de joint peut en pareil cas être utilisée pour la compensation. Dans un mode de réalisation de l'invention, les canaux ouverts radialement vers l'extérieur sont prévus pour le retour des éléments roulants non chargés, alors que leurs surfaces se trouvant radialement à l'intérieur et disposées dans le sens périphérique sont prévues en tant que chemins de roulement pour les éléments roulants sous charge. Les canaux radialement ouverts vers l'extérieur servent au retour des éléments roulants non chargés, tandis que les sections des canaux disposées dans le sens périphéri- ques et situées radialement à l'intérieur en forment en quel- que sorte les fonds de ces canaux appuient par leur surface radialement interne les rangées d'éléments roulants radiale- ment contre un arbre ou analogue et constituent les chemins de roulement des éléments roulants sous charge Les canaux ouverts radialement vers l'intérieur se formant lors de l'es- tampage en forme de méandres ou d'ondulations et disposés entre les canaux ouverts vers l'extérieur peuvent en pareil cas être réalisés très étroits Les sections radialement exter- nes et disposées dans le sens périphérique entre les diffé- rents canaux forment par leurs surfaces la surface d'appui latérale de l'ensemble du roulement pour déplacements linéai- res Dans ce mode de réalisation, les éléments roulants sous charge et les éléments roulants non chargés d'une même rangée sont superposés dans le sens radial, si bien que l'étroitesse correspondante qui en résulte du canal ouvert radialement vers l'intérieur et utilisé permet de placer une quantité relativement grande de rangées d'éléments roulants sur la périphérie du support Le guidage des éléments roulants est assuré au moyen d'une cage qui, dans la zone du support, pré- sente des canaux axiaux pour les éléments roulants sous charge et les empêche de s'échapper A ses extrémités libres, la cage comporte, pour chaque rangée d'éléments roulants, des canaux de renvoi qui font entrer les éléments roulants dans le canal de retour ou les en font sortir A l'intérieur on peut également prévoir des sections de cage qui empêchent les éléments roulants de s'échapper ou contribuent à leur guidage. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les canaux radialement ouverts vers l'intérieur sont prévus pour le retour des éléments roulants non chargés et les sur- faces, placées radialement à l'intérieur et disposées dans le sens périphérique, des canaux radialement ouverts vers l'extérieur, servent de chemins de roulement aux éléments roulants sous charge. Les éléments roulants peuvent ici circuler sur la surface radialement interne des canaux ouverts vers l'intérieur, la profondeur de ces canaux devant dans ce cas être juste suffisante pour que les éléments roulants non chargés puissent se déplacer à distance suffisante de l'arbre ou analogue. Une cage façonnée en conséquence pour guider les éléments rou- une unité réalisée par l'interpénétration et également as- sujettie dans le sens axial. Selon une autre caractéristique de l'invention, les surfaces radiales aboutées de la cage comporte des moyens tels que des tétons, des perçages ou analogues qui en fixent réciproquement les deux parties. Si dans certains cas particuliers, l'ensemble du roulement au niveau des surfaces de séparation radiales de la cage est exposé à des fortes sollicitations alternées, on peut par exemple disposer sur les surfaces radiales des tétons faisant saillie dans le sens axial et qui s'engagent dans des évidements correspondants lors de l'assemblage des deux parties Les tétons et les évidements peuvent être disposés alternativement afin de préserver l'uniformité des deux moi- tiés. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitaitfs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente la coupe transversale d'un roulement à billes pour déplacements linéaires avec support plié en forme de méandres, la moitié gauche de la figure re- présentant la coupe suivant A-A et la moitié droite la coupe suivant B-B de la figure 2; la figure 2 représente la coupe longitudinale du roulement à billes illustré sur la figure 1, la moitié gauche de la figure représentant la coupe suivant C-C et la moitié droite la coupe suivant D-D de la figure 1; la figure 3 représente la coupe transversale par- tielle d'un roulement à billes pour déplacements linéaires avec retour des billes non chargées s'effectuant dans les canaux du support qui sont ouverts radialement vers l'inté- rieur; la figure 4 représente la coupe transversale par- tielle d'un roulement à billes pour déplacements linéaires dans lequel tous les canaux du support servent au guidage des billes. lants dans le sens axial, les renvoyer une fois parvenus aux extrémités libres du support et les empêcher de s'échap- per n'est avantageusement installée ici qu'àl'intérieur du support. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les canaux radialement ouverts vers l'intérieur sont prévus pour les éléments roulants sous charge et les canaux -idiale- ment ouverts vers l'extérieur pour les éléments roulants non chargés. Avec ce mode de guidage des éléments roulants, on obtient, pour les déplacementslinéaires, un roulement d'une hauteur radiale particulièrement faible et qui est de préféren- ce équipé de billes La hauteur radiale n'est que légèrement supérieure au diamètre des billes et à l'épaisseur de la tôle du support La cage est ici placée radialement à l'extérieur du support et forme par exemple une enveloppe fermée autour de l'ensemble du roulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cage comprend deux parties assemblées dans un plan radial. La cage est alors par exemple divisée en deux moi- tiés qui peuvent être complètement identiques dans certains modes de réalisation du roulement selon l'invention Il en résulte des avantages considérables lors de la fabrication, en particulier lorsque le cage est en matière plastique Les zones de renvoi prévues aux extrémités libres du roulement peuvent être façonnées au cours d'une seule et même opération. Du fait de la forme selon l'invention du support, toute fixa- tion de la cage ou de ses deux moitiés devient inutile dans le sens périphérique Lors du montage les parties internes de même que les parties externes s'encliquètent automatiquement dans les canaux du support et empêchent par ailleurs une ro- tation réciproque des deux parties l'une par rapport à l'autre. De ce fait, tout en réduisant les coûts de fabrication, on garantit en même temps un fonctionnement sûr de l'ensemble du roulement. Dans un autre mode de réalisation, la cage est munie de saillies radiale s'engageant dans des évidements du support. Les parties de la cage forment ainsi avec le support Le roulement à billes pour déplacements linéaires représenté sur les figures 1 et 2 comprend un support 1, une cage 2 et des rangées de billes sans fin réparties sur la périphérie, la référence 3 désignant les-billes sous charge et la référence 4 les billes non chargées Le support 1 est fabriqué à partir d'une bande de tôle plane et comporte des canaux axiaux continus 5, 6 réalisés par estampage et pliage de façon à lui conférer une section transversale en forme de méandres dans le sens périphérique Les deux extrémités libres se rejoignant de la tôle sont aboutées au point désigné par 8. La cage 2 se compose de deux moitiés égales qui sont par exemple réalisées en matière plastique et assemblées dans un plan radial 7 par leurs surfaces radiales. Dans la zone des extrémités libres du support 1, on prévoit des zones de renvoi 9 qui sont façonnées d'une seule pièce au cours d'une même opération lors de la fabrication des moitiés de la cage 2 Les surfaces, radialement internes et disposées dans le sens périphérique, du support 1 consti- tuent les chemins de roulement 10 pour les billes sous charge 3 Aux emplacements de ces chemins de roulement, la cage 2 présente des chemins de guidage axiaux qui sont ouverts ra- dialement vers l'intérieur du roulement pour que les billes 3 puissent rouler sur un arbre 11 ou analogue conformément à leur fonction Pour obtenir un positionnement plus précis va.s-à-vis du support 1, des saillies radiales 12 venues d'une seule pièce s'engagent dans lés canaux 6, ouverts radiale- ment vers l'intérieur, du support 1 Les billes non chargées 4 sont ramenées par les canaux 5 ouverts radialement vers l'extérieur La cage 2 comporte aux emplacements de ces canaux des sections axiales 13 qui contribuent au guidage des billes 4 dans leurs canaux 5 et les empêchent de s'en échap- per Les surface du support 1 disposées radialement à l'exté- rieur et réparties dans le sens périphérique sont prévues pour le montage du roulement et servent de surface d'appui 14. Pour l'assemblage du roulement, à partir des deux extrémités du support 1, on engage respectivement chaque moitié de la cage 2 munie des billes 3, 4 Un alignement précis des diffé- rents chemins de guidage est obtenu automatiquement par le montage fixé en rotation des différentes sections 12, 13 de la cage dans les canaux 5, 6 Pour que les deux moitiés de la cage 2 soient également assurées contre toute possibilité de déplacement axial vis-à-vis du support, la cage comporte des saillies 15 qui, venues d'une seule pièce et réparties sur la périphérie, s'engagent dans des évidements correspon- dants du support 1. Dans le roulement à billes pour déplacements linéai- res représenté sur la figure 3, le canal 6, ouvert radiale- 1 o ment vers l'intérieur, du support 1, sert au retour des billes 4 ici non chargées La cage 2 n'est par conséquent disposée qu'à l'intérieur du support 1 Les sections radiales 16 du support 1 sont ici réalisées relativement courtes pal rapport à l'exemple représenté sur les figures 1 et 2. -t 15 La figure 4 représente un roulement à billes pour déplacements linéaires dans lequel des canaux 6, ouverts radialement vers l'intérieur, du support 1, sont utilisés pour le guidage des billes sous charge 3 et les canaux 5 ouverts radialement vers l'extérieur poux les billes non chargées 4. La cage 2 entoure dans ce cas complètement l'ensemble du rou- lement et dans la zone des canaux 5 ouverts vers l'extérieur contribue au guidage des billes non chargées 4 Aux extrémui- tés libres sont façonnées d'une seule pièce des zones de ren- voi représentées en détail qui font entrer les billes dans les canaux 6 radialement ouverts vers l'intérieur ou les en font sortir Les billes sous'charge 3 sont guidées par les parois latérales 17 du canal 6 Les parois sont légèrement inclinées les unes vers les autres et empêchent ainsi les billes 3 de s'échapper. Les modes de réalisation représentés et décrits ne constituent que des exemples de l'invention La section trans- versale en forme de méandres du support 1 permet avantageuse- ment de concevoir d'autres variantes du roulement pour dé- placements linéaires. REVENDICATIONS 1 Roulement pour déplacements linéaires muni de rangées sans fin d'éléments roulants répartis sur la périphé- rie, ce roulement étant constitué par un support soutenant radialement à l'extérieur les éléments roulants sous charge et comportant des canaux axiaux aménagés sur sa surface laté- rale, et par une cage qui, aux extrémités du support, assure le renvoi et le retour desdits éléments roulants non chargés, caractérisé par le fait que pour former les canaux axiaux ( 5, 6) pour les éléments roulants ( 3, 4), le support présente une section transversale en forme de méandres ou ondulée dans le sens périphérique et réalisée-par formage. 2 Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support ( 1) est réalisé sous la forme d'une bande de tôle en forme de méandre ou ondulée et pliée en un anneau. 3 Roulement selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé,par le fait que les canaux ( 5) radialement ouverts vers l'extérieur sont prévus pour le retour des éléments roulants ( 4) non chargés et que leurs surfaces se trouvant radialement à l'intérieur et disposées dans le sens périphérique servent de chemins de roulement ( 10) aux éléments roulants sous char- ge ( 3). 4 Roulement selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé par le fait que les canaux ( 6) radialement ouverts vers l' intérieur sont prévus pour le retour des éléments roulants non chargés ( 4) et que les surfaces, placées radia- Imentà l'intérieur et disposées dans le sens périphérique, des canaux ( 5) radialement ouverts vers l'extérieur sont pré- vus en tant que chemins de roulement pour les éléments rou- lants sous charge ( 3). Roulement selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé par le fait que les canaux ( 6) radialement ouverts. vers l'intérieur sont prévus pour les éléments roulants sous charge ( 3) et les canaux ( 5) radialement ouverts vers l'exté- rieur pour les éléments roulants non chargés ( 4). 6 Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé par le fait que la cage ( 2) comprend deux parties assemblées dans un plan radial ( 7). 7 Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé par le fait que la cage ( 2) est munie de saillies radiales ( 15) s'engageant dans des évidements du support ( 1). 8 Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 7, caractérisé par le fait que les surfaces radiales aboutées de la cage ( 2) comporte des moyens tels que des té- tons, des perçages ou analogues qui en fixent réciproquement les deux parties.