Brevet FR2512895A1 — publié le 19830318

Dispositif à roulement pour les mouvements longitudinaux d'un carter sur une ou deux barres parallèles La présente invention se rapporte à un dispositif à roulement pour les mouvements longitudinaux d'un carter sur une ou deux barres parallèles, avec transmission de couple, dispositif dans lequel est disposé, de chaque côté d'un plan médian longitudinal de la ou des barres, un segment de douille conformé en cylindre sur sa surface latérale extérieure, les deux segments de douille étant fixés dans un carter commun et à l'intérieur de chaque segment de douille étant guidéesdeux ou plus de deux rangées d'éléments roulants dont les éléments roulants chargés roulent entre un chemin de roulement extérieur axial dans l'alésage du segment de douille et un chemin de roulement intérieur sur la barre, radialement opposé au chemin de roulement extérieur, le diamètre du cercle inscrit aux éléments roulants chargés des rangées de chaque segment de douille et le diamètre de la surface latérale extérieure cylindrique du segment de douille correspondant présentant un centre commun. Dans le cas d'un dispositif à roulement connu du type défini ci-dessus, la douille d'un roulement cylindrique normal pour mouvements longitudinaux est subdivisée en segments de douille par des fentes de séparation axiale, au moins un segment de douille étant réglé ou serré dans le carter par des moyens contre la barre de manière qu'une rangée de billes chargées pénètre radialement dans une rainure de roulement longitudinale dans la barre et qu'un couple autour de l'axe longitudinal puisse ainsi être transmis du carter à la barre (modèle d'utilité allemand n O 8029743) Dans ce dispositif de roulement connu, il est nécessaire de pratiquer des rainures ' roulement de haute précision sur toute la longueur de la barre in vue de la trans- mission de couples élévés, la profondeur des rainures de roule- ment longitudina'es nepeut pas toujours être rendue suffisamment importante sans que la solidité de la barre en souffre Dans le cas de rainures de roulement profondes dans la barre, la cinématique d'entrée et de sortie des èlézents roulants dans la zone chargée et hors de cette zone ne peut pas toujours être réalisée sans chocs d'entrée et de sortie nuisibles sur les flancs de la rainure de roulement. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif à roulement du type défini ci-dessus, pour mouve- ments longitudinaux d'un carter sur une ou deux barres paral- lèles, dispositif qui peut être fabriqué de manière à permettre la transmission de couples élevés à partir d'un roulement cylindrique normal pour mouvements longitudinaux Ce dispositif de roulement doit, par ailleurs, pouvoir être fabriqué d'une manière économique De plus, le roulement des éléments roulants dans le dispositif à roulement,à l'entrée et à la sortie des éléments roulants transmettant le couple,doit se faire sans chocs. Dans le dispositif à roulement conforme à l'invention, diamètre -du le centre commun du cercle inscrit aux éléments roulants char- gés des rangées de chaque segment de douille et du diamètre de la surface latérale extérieure cylindrique du segment de douille est décaléepar rapport au centre commun correspondant de l'au- tre segment de douille transversalement au plan médian longitu- dinal de la ou des barres, les chemins de roulement intérieurs des éléments roulants chargés de chaque segment de douille étant constitués par un segment de cylindre longitudinal de la ou des barres, adapté étroitement au diamètre du cercle inscrit du segment de douille. Grâce au dispositif suivant l'invention, il n'est pas nécessaire de ménager des rainures de roulement dans la barre, ce qui simplifie considérablement la fabrication des chemins de roulement intérieurs pour les éléments roulants sur la barre. Les différents segments de douille du dispositif de roulement peuvent être réalisés par subdivision longitudinale d'une douille cylindrique usuelle (sans transmission de couple). Étant donné que les chemins de roulement intérieurs des éléments 12895 roulants chargés de chaque segment de douille sont réalisés sous la forme de segments de cylindre sur la barre, il est également possible d'utiliser des segments de joints de con- formation simple avec lèvres d'étanchéité, susceptibles d'être obtenus sans difficulté par exemple par subdivision longitudi- nale de douilles cylindriques munies de joints d'étanchéité. En outre, il est possible d'assembler le dispositif à roulement d'une manière extrêmement économique à partir de douilles unitaires cylindriques fabriquées en série (douille avec cage, éléments roulants et joints d'étanchéité). Dans le cas d'un dispositif à roulement avec une barre unique, il est avantageux que les deux segments de douille soient disposés dans un alésage de réception longitudinal com- mun du carter, leurs c 8 tés concaves étant tournés l'un vers l'autre On obtient ainsi une grande capacité de charge radiale avec possibilité de transmission de couples élevés en utilisant une barre unique traversant un alésage de réception longitudinal du carter Il s'agit là d'un dispositif de roulement compact et économique. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif à roulement conforme à l'invention, visant en particulier à réduire encore le coft de fabrication du dispositif à roule- ment, apparaitront dans la description ci-après de plusieurs exemples de réalisation d'un dispositif à roulement conforme à l'invention pour mouvements longitudinaux d'un carter sur une ou deux barres parallèles, avec transmission de couple, ces exemples étant illustrés par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter sur une barre; la figure 2 est une vue en plan à plus grande échelle du segment de douille du dispositif à roulement de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale d'une douille cylindrique servant à la fabrication des deux segments de douille selon la figure 1; la figure 4 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un dispositif à roulement pour mouve- ments longitudinaux d'un carter sur une barre; la figure 5 est une coupe transversale d'un dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter sur deux barres; la figure 6 est une vue en perspective d'un autre dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter sur deux barres, avec un carter représenté en coupe transversale. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une barre et la référence 2 un carter maintenu sur cette barre 1 en étant mobile longitudinalement. Sur chaque c 8 té du plan médian longitudinal 3 de la barre 1, un segment de douille 4 est disposé dans l'alésage de réception longitudinal commun 5 du carter 2 Chaque segment de douille 4 présente une conformation cylindrique sur sa surface latérale extérieure 6 et s'étend sur un angle périphérique qui est légèrement inférieur à 1800 Dans l'exemple de réalisation représenté, trois rangées d'éléments roulants 8 en forme de billes (voir fig 3) sont disposées à l'intérieur de chaque segment de douille 4 Ces trois rangées d'éléments roulants 8 sont de façon connue en soi guidées sans fin à l'aide d'une cage 9 dans un chemin de roulement longitudinal 10 pour les éléments roulants 8 chargés, un chemin de roulement longitu- dinal Il pour les éléments roulants 8 non chargés et des chemins de renvoi qui se raccordent auxdits deux chemins de roulement , il et relient ces deux chemins entre eux à l'intérieur du segment de douille 4, Les éléments roulants 8 chargés de chaque rangée rou- lent entre le chemin de roulement extérieur axial 12 dans l'alé- sage du segment de douille 4 correspondant et un chemin de roulement intérieur 13 sur la barre 1, radialement opposé au chemin de roulement extérieur. Le diamètre 14 du cercle inscrit aux éléments roulants 12895 8 chargés des trois rangées de chaque segment de douille 4 et le diamètre 15 de la surface latérale extérieure cylindrique 16 du segment de douille 4 correspondant présentent un centre commun 17 (fig 3). Il ressort de la figure 1 que le centre commun 17 de l'un des segments de douille 4 est décalé transversalement au plan médian longitudinal 3 de la barre 1 par rapport au centre commun 17 de l'autre segment de douille 4 Les chemins de roulement intérieurs 13 des éléments roulants 3 chargés de chaque segment de douille 4 sont formés par un segment de cylindre 18 longitudinal d'une partie de section 19 en secteur de cercle de la barre 1, le segment de cylindre 18 étant étroitement adapté au cercle inscrit (diamètre 14) du segment de douille 4 correspondant. Dans l'exemple de réalisation représenté, les deux segments de douille 4 sont disposés dans un alésage de récep- tion 5 longitudinal commun du carter 1, leurs côtés concaves étant tournés l'un vers l'autre La largeur de la barre 1 entre ces deux secteurs de cylindre 18, transversalement au plan médian longitudinal 3, est inférieuxeà la somme des rayons 20 de ces deux secteurs de cylindre 18 L'alésage de réception 5 du carter 2 est entièrement cylindrique, avec un diamètre correspondant au diamètre 15 de la surface latérale extérieure 16 des deux segments de douille 4 Entre la surface latérale extérieure 16 de chaque segment de douille 4 et l'alésage de réception 5 du carter 2 est insérée, par complémentarité de forme, une couche intermédiaire 21 à section en forme de croissant. Les deux segments de douille 4 sont par ailleurs identiques et sont montés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal 4 dans le carter 2 Les deux segments 4 sont réalisés d'une manière simple par subdivision longitudinale d'une douille cylindrique complète à l'aide d'un disque de tronçonnage 29 (fig 3). La barre 1 est maintenue dans l'alésage 23 cylindrique 12895 du support 25 pourvu d'une fente 24, en passant par deux couches inteimédiaires 22 diamétralement opposées en forme de croissant, ou d'un tourillon cylindrique dont le diamètre est sensiblement égal au plus grand diamètre de la barre 1 ayant en section une "forme en citron" Par des vis de serrage 26, il est possible de faire varier la largeur de la fente 24 et donc le diamètre de l'alésage 23 et de bloquer ainsi la barre 1 pour l'immobiliser en rotation dans l'alésage 3 du support 25. On reconnait sur la figure 2 que sur chaque côté du segment de douille 4, un segment de bague d'extrémité 27 est fixé sur la cage 9, ce segment 27 portant un joint à lèvre 28 sur un angle périphérique correspondant à, l'angle périphérique du segment de douille 4, en vue du glissement avec effet d'étan- chéité sur la barre 1. Grâce à la combinaison de la barre 1 à section en forme de citron, avec ses deux segments de cylindre 18 longitudinaux, et des deux segments de douille 4 dont les cercles inscrits (diamètre 14) sont adaptés à cette section, le carter 2 est immobilisé en rotation sur la barre 1, de sorte qu'un couple peut être transmis dans les deux sens de rotation entre la barre 1 et le carter 2. La figure 4 illustre une variante de dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter 2 sur une barre 1, dans laquelle le carter 2 se compose d'une base ou corps 3 O et d'un chapeau 32 relié rigidement par des vis 31 au corps 30. Le carter 2 peut être fabriqué à partir d'un carter 36 présentant un alésage 34 cylindrique et une fente 35, carter tel qu'il est utilisé de façon usuelle pour des dispositifs roulement à douille cylindrique (fia 4) En vue de l'adaptation du carter 36 à des dispositifs à roulement avec transmission de couple, ce carter 36 est simplement subdivisé à l'aide d'un disque de tronçonnage 37 en un corps 30 et un chapeau 32 corres- pondant. Dans le dispositif à roulement illustré par la figure 4, la barre 1 et les deux segments de douille 4 associés, décrits au sujet de l'exemple de réalisation précédent, se trouvent montés dans le carter 2 Le centre commun 17 du segment de douille 4 monté dans le chapeau 32 est décalé transversalement au plan médian longitudinal 3 de la barre 1 par rapport au centre commun 17 du segment de douille 4 monté dans le corps 30 Les chemins de roulement intérieurs 13 des éléments roulants 8 chargés de chaque segment de douille 4 sont constitués par un segment de cylindre 18 longitudinal de la barre 1, adapté avec précision au cercle inscrit de diamètre 14 du segment de douille 4 correspondant Les deux segments de douille 4 sont montés dans un alésage de réception 5 longitu- dinal commun du carter 2 de manière que leurs cÈtés concaves soient tournés l'un vers l'autre et que les surfaces de joint 38 des deux segments de douille 4 viennent en contact réciproque, Après la mise en place des deux segments de douille 4 dans l'alésage de réception 5 du carter 2, on engage une ou plusieurs vis 39 par un trou de passage dans le chapeau 32 et on la ou les visse dans un trou taraudé aligné du corps 30 o Ces vis 39 passent dans la fente 35 entre le chapeau 32 et le corps 30 Lors du vissage des vis 39 dans le trou taraudé du corps 30, le chapeau 32 est sollicité en flexion élastique et les deux segments de douille 4 dans l'alésage de réception du carter 2 sont réglés ou serrés sans jeu contre la barre 1. La figure 5 illustre une variante de dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter sur deux barres 40 parallèles, de section circulaire, ce dispositif permettant de nouveau de transmettre un couple dans les deux sens entre le carter 2 et les barres 40 Sur chaque c 8 té du plan médian longitudinal 3 des deux barres 40, un segment de douille 4 est disposé dans un évidement cylindrique longitu- dinal 42 du carter commun 2 Les segments de douille 4 sont construits de la même manière que les segments de douille dans les exemples de réalisation précédents Les segments de douille 4 sont donc identiques et sont également disposés symétriquement 12895 par rapport au plan médian longitudinal 3 des deux barres 40 dans le carter 2. Par des matages 43 aux extrémités de l'évidement 42 du carter 2, chaque segment de douille 40 est immobilisé en rotation dans l'évidement 42 de telle manière que les c 8 tés convexes des deux segments 40 soient tournés l'un vers l'autre. Le centre commun 17 de l'un des segments de douille 4 est décalé transversalement au plan médian longitudinal 3 des deux barres 40 par rapport au centre commun 17 de l'autre - segment de douille 4 Une âme longitudinale rigide 44 existe sur le carter 2 entre les surfaces latérales extérieures cylindriques 16 opposées des deux segments 4. Les chemins de roulement intérieurs 13 des éléments roulants chargés 8 de chaque segment de douille 4 sont formés par un segment de cylindre 45 longitudinal de la section circu- laire 46 de la barre 40, le segment 45 étant adapté avec pré- cision au cercle inscrit de diamètre 14 (fig 3) des deux segments de douille 4, c'est-à-dire que le diamètre 47 de chaque barre 40 est exactement égal au diamètre 14 du cercle inscrit du segment de douille 4 correspondant. Le carter 2 comporte des trous taraudés 48 pour la fixation par vis d'un chapeau ou élément analogue (non repré- senté) Lorsqu'un couple est exercé sur le carter 2 autour de son axe longitudinal, dans un sens ou dans l'autre, les deux segments de douille 4 subissent des sollicitations radiales réciproques. Dans le dispositif de roulement suivant la figure 6, les segments de douille 4 utilisés dans les exemples de réali- sation précédents sont de nouveau montés dans un carter 2 commun Les deux segments de douille 4 sont disposés dans un alésage de réception 5 longitudinal commun du carter 2, sur chaque c 8 té du plan médian longitudinal 3 Le carter 2 exécute des mouvements longitudinaux sur deux barres parallèles 49 et peut également supporter ou transmettre un couple dans les deux sens de rotation Les deux barres 49 présentent une 251289-5 section circulaire et se touchent ou s'appuient l'une contre l'autre le long du plan médian longitudinal 3. Le centre commun 17 de chacun des segments de douille 4 se trouve sur la ligne médiane ou axe médian de la barre 49 correspondante Par ailleurs, les deux segments de douille 4 sont montés dans le carter 2 de manière que le centre commun 17 de l'un des segments de douille 4 soit décalé transversale- ment au plan médian longitudinal 3 des deux barres 49 par rapport au centre commun 17 de l'autre segment de douille 4. Les chemins de roulement intérieurs 13 des éléments roulants chargés 8 de chaque segment de douille 4 sont formés par un segment de cylindre 45 longitudinal de la barre 49, ce segment étant adapté avec précision au cercle inscrit de diamètre 14 du segment de douille 4 correspondant Dans le cas présent, la largeur des deux barres 49 entre leurs deux segments de cylindre 45, transversalement au plan médian longitudinal 3, est le double de la somme des rayons 20 de ces deux segments de cylindre 45 L'alésage de réception 5 du corps 2 est formé par deux ouvertures longitudinales cylindriques parallèles traversant le corps 2 et se coupant le long du plan médian longitudinal 3 Le diamètre de chaque ouverture longitudinale est égal au diamètre 15 de la surface latérale extérieure cylindrique 16 du segment de douille 4 monté dans cette ouver- ture. Le segment de douille 4 monté sur le dessin sur le c 8 té de droite dans le carter 2 est déplaçable dans le carter 2 par des moyens de réglage en direction du plan médian longitudinal 3 des deux barres 49 Dans l'exemple représenté, les moyens de réglage sont constitués par une vis 50 appuyant contre la sur- face latérale extérieure 16 du segment de douille 4, cette vis étant représentée sur la figure 6 à l'état dévissé hors du trou taraudé 51 du carter 2 Lors du vissage de la vis 50 dans le trou taraudé 51, l'extrémité frontale de la vis 50 appuie contre la surface latérale extérieure 16 de l'un des segments de douille 4 et règle ce segment 4 sans jeu par rapport aux barres 49 et à l'autre segment de douille 4. Aux deux extrémités de la barre 49 est prévu, symétrique- ment au plan médian longitudinal 3, un embout 52 partiellement cylindrique, orienté longitudinalement et ajusté avec complémen- tarité de forme dans l'alésage cylindrique 23 du support 25. Le support 25 est construit de la même manière que le support représenté sur la figure 1 A l'aide de vis de serrage 26, les embouts 52 des deux barres 49 sont immobilisés en rotation dans l'alésage 23 du support 25. Les exemples de réalisation décrits ci-dessus peuvent recevoir des modifications et variantes de construction dans le cadre de l'invention Ainsi, les deux barres 40 illustrées sur la figure 5 n'ont pas besoin d'être entièrement cylindriques. Au contraire, ces barres pourraient avoir par exemple une section demi-circulaire et être réalisées dans ce cas par sub- division longitudinale d'une barre entièrement cylindrique suivant un plan longitudinal En outre, les deux barres 49 illustrées sur la figure 6 ntont pas besoin d"%re entièrement cylindriques Dans certains cas, il peut en effet être avanta- geux de réaliser les chemins de roulements intérieurs 13 des deux segments de douille 4 sur une barre unique (non divisée), par exemple par matriçage à froid ou à chaud d'une barre circu- laire dans une matrice, avec deux segments de cylindre diamé- tralement opposés. REVENDICATIONS 1 Dispositif à roulement pour mouvements longitudinaux d'un carter sur une ou deux barres parallèles, avec transmis- sion de couple, dans lequel deux segments de douille ayant une conformation cylindrique sur leurs surfaces latérales exté- rieures sont disposés chacun d'un c 8 té d'un plan médian longi- tudinal de la ou des barres en étant fixés dans un carter commun, chaque segment de douille étant guidé par deux ou plus de deux rangées d'éléments roulants dont les éléments roulants chargés roulent entre un chemin de roulement extérieur axial dans l'alésage du segment de douille et un chemin de roulement intérieur sur la barre, radialement opposé au chemin de roule- ment extérieur, le diamètre du cercle inscrit aux éléments roulants chargés des rangées d'un segment de douille et le diamètre de la surface latérale extérieure cylindrique du segment de douille correspondant présentant un centre commun, caractérisé par le fait que le centre commun ( 17) de l'un des segments de douille ( 4) est décalé transversalement au plan médian longitudinal ( 3) du ou des barres ( 1, 40, 49) par rapport au centre commun ( 17) de l'autre segment de douille ( 4), les chemins de roulement intérieurs ( 13) des éléments roulants ( 8) chargés de chaque segment de douille ( 4) étant formés par un segment de cylindre ( 18, 45) longitudinal de la ou des barres ( 1, 40, 49), adapté avec précision au cercle inscrit (de diamètre 14) du segment de douille ( 4). 2 Dispositif à roulement suivant la revendication 1, comprenant une barre unique, caractérisé par le fait que les deux segments de douille ( 4) sont disposés dans un alésage de réception ( 5) longitudinal commun du carter, leurs côtés concaves étant tournés l'un vers l'autre. 3 Dispositif à roulement suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la largeur de la barre ( 1) entre ses deux segments de cylindre ( 18), transversalement au plan médian longitudinal ( 3),est inférieure à la somme des rayons de ces deux segments de cylindre ( 18), 4 Dispositif à roulement suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'alésage de réception ( 5) du carter ( 2) est réalisé de façon entièrement cylindrique, avec un diamètre correspondant au diamètre ( 15) de la surface latérale extérieure ( 16) des deux segments de douille ( 4) et une couche intermédiaire ( 21) est insérée avec complémentarité de forme entre la surface latérale extérieure ( 16) d'au moins l'un des deux segments de douille ( 4) et l'alésage de réception ( 5) du carter ( 2). 5 Dispositif à roulement suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur de la ou des barres ( 49), entre les deux segments de cylindre ( 45), transversalement au plan médian longitudinal ( 3), est supérieure à la somme des rayons ( 20) de ces deux segments de cylindre ( 45). 6 Dispositif à roulement suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que l'alésage de réception ( 5) du carter ( 2) est formé par deux ouvertures longitudinales cylin- driques, parallèles, se coupant le long du plan médian longitu- dinal ( 3), le diamètre de chaque ouverture longitudinale étant égal au diamètre ( 15) de la surface latérale extérieure cylin- drique ( 16) du segment de douille ( 4) monté dans cette ouverture. 7 Dispositif à roulement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'un au moins des deux segments de douille ( 4) est déplaçable en direction du plan médian longitudinal ( 3) de la barre ( 49) dans le carter ( 2) sous l'action de moyens de réglage ou de serrage ( 50). 8 Dispositif à roulement suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens de réglage ou de serrage du ou des segments de douille ( 4) sont constitués par une ou plusieurs vis ( 50) appuyant contre la surface latérale extérieure ( 16) du segment de douille correspondant ( 4). 9 Dispositif à roulement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les segments de douille ( 4) sont identiques et sont montés 1 2895 symétriquement par rapport au plan médian longitudinal ( 3) dans le carter ( 2).