Brevet FR2537896A1 — publié le 19840622

Procédé et dispositif de fabrication d'un rail de guidage pour des roulements linéaires La Présente invention concerne un procédé de fa- brication d'un rail de guidage pour des roulements liné- aires, dans lequel est prévu sur les côtés latéraux mu- tuellement opposés dudit rail respectivement au moins une gorge ou analogue, trempée, formant un chemin pour des corps de roulement. La fabrication de rails de guidage suivant le pro- cédé décrit ci-dessus a lieu jusqu'à présent de façon que l'on ménage tout d'abord les gorges formant les chemins pour des corps de roulement, sur les côtés du rail massif. Ensuite, on procède à la trempe du rail de guidage Fina- lement, pour éliminer les tolérances de fabrication et/ou une déformation due à la trempe, on doit rectifier de fa- çon précise les gorges de roulement pour réaliser les di- mensions nécessaires en vue d'un bon fonctionnement du guide ou roulement linéaire. Le procédé connu entraîne un coût élevé de fabri- cation et de temps, en particulier en ce qui concerne la rectification finale nécessaire des gorges de roulement, ainsi que des dépenses du point de vue de l'appareillage. Le but de l'invention est de réaliser un procédé qui évite les inconvénients du procédé connu, et dans le- quel on puisse abaisser en particulier les coûts de fabri- cation et de temps ainsi que les dépenses consacrées à l'appareillage. L'objectif précité, ainsi que d'autres qui apparaî- tront mieux ci-après, sont atteints dans un procédé du type décrit cidessus au début, par le fait qu'on réalise les gorges mutuellement opposées formant des chemins de roulement, avec un écartement entre elles qui diffère d'une valeur {X) déterminée de leur écartement (A) final, on réduit la section transversale médiane du rail de gui- date entre les gorges de roulement mutuellement opposées, perpendiculairement à leur ligne de jonction, puis on trem- -2- pe le rail de guidage à l'exception de la zone de section transversale réduite et enfin on le comprime sous l'effet de premiers outils de compression opposés l'un à l'autre se trouvant dans les gorges de roulement, jusqu'à ce que l'écartement (A) mutuel final des gorges de roulement soit atteint. L'invention apporte une solution au problème posé avec des moyens particulièrement simples En particulier, du fait que l'on rend à dessein l'écartement des gorges de roulement mutuellement opposées différent d'une valeur dé- terminée par rapport à l'écartement final, pour amener ensuite après la trempe du rail de guidage ledit écarte- ment des gorges de roulement mutuellement opposées à sa valeur finale au moyen de simples outils de compression, une rectification des gorges de roulement n'est absolument plus nécessaire A cet égard, l'action envisagée pour les outils de compression est autorisée d'une manière simple du fait que pendant la fabrication des rails de guidage on réalise simultanément la zone de section transversale centrale réduite qui est protégée pendant la trempe du rail de guidage On peut voir aisément que l'on peut fa- briquer les rails de guidage conformément au procédé de l'invention d'une manière avantageuse à partir d'une tôle métallique continue, de façon à pouvoir annuler dans la mesure désirée par la compression finale à l'aide des ou- tils de compression, en plus des déformations dues à la trempe et/ou d'autres tolérances de fabrication indésira- bles, en même temps également des tolérances de matériau, telles que de l'épaisseur de tôle ou de la largeur du pro- filé Dans l'ensemble, on obtient ainsi d'une manière par- ticulièrement simple un écartement exact et parallèle des gorges de roulement sur toute la longueur du rail de gui- dage. D'une manière avantageuse, pour la réduction de la section transversale médiane, sont prévues le long des deux côtés du rail de guidage non pourvu de gorges de rou- -3- lement, des rainures mutuellement opposées que J'on recou- vre avant la trempe du rail de guidage pour les isoler pen- dant celle-ci Le choix des rainures permet d'une manière simple d'obtenir une réduction régulière, particulièrement efficace, de la section transversale et, de façon corres- pondante, un recouvrement de protection efficace de la zo- ne médiane lors de la trempe du rail de guidage. Conformément à un mode de réalisation particulière- ment préféré du procédé de l'invention, on choisit l'écar- tement des gorges de roulement mutuellement opposées, avant la trempe du rail de guidage, de façon qu'il soit légère- ment supérieur d'une valeur (X) à l'écartement (A) final, et après la trempe, on déplace l'un vers l'autre les pre- miers outils de compression pendant leur disposition dans les gorges de roulement jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de roulement soit abaissé à la valeur (A) fi- nale Ce mode de réalisation du procédé de l'invention convient surtout pour la fabrication de rails de guidage dans lesquels l'écartement des gorges de roulement mutuel- lement opposées a des valeurs petites à movennes Ce mode de réalisation entraîne une dépense d'appareillage parti- culièrement faible-du fait que seule une paire d'outils de compression mutuellement opposés, associés aux gorges de roulement, est nécessaire. Selon un autre mode de réalisation également avan- tageux du procédé de l'invention, on choisit l'écartement des gorges de roulement opposées avant la trempe du rail de guidage de façon qu'il soit légèrement inférieur d'une valeur (X) à l'écartement (A) final et après la trempe, en gardant un écartement (A) constant entre les premiers outils de compression pendant leur disposition dans les gorges de roulement, on déplace l'un vers l'autre des se- conds outils de compression se trouvant dans les rainures mutuellement opposées, jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de roulement soit élargi à la valeur (A) finale. Ce mode de réalisation du procédé, dans lequel des seconds -4- outils de compression sont associés d'une manière supplé- mentaire aux rainures, convient surtout pour la fabrication de rails de guidage dans lesquels l'écartement des gorges de roulement mutuellement opposées a des valeurs plus gran- des Les seconds outils de compression supplémentaires ont en effet une action stabilisante sur l'ensemble du dispo- sitif en particulier pendant le dernier stade du procédé, à savoir la compression des rails de guidage pour obtenir l'écartement final des gorges de roulement mutuellement op- posées. Conformément à un mode de réalisation différent, on assemble des pistes de roulement rapportées en matériau trempé, comportant chacune une gorge de roulement, avec un corps de rail en matériau bien déformable, en choisissant l'écartement des gorges de roulement mutuellement opposées légèrement plus grand d'une valeur (X) à l'écartement (A) final, puis on déplace l'un vers l'autre les premiers ou- tils de compression se trouvant dans les gorges de roule- ment jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de rou- lement soit abaissé à la valeur (A) finale Comme dans ce mode de réalisation du procédé, des pistes de roulement déjà trempées, principalement en acier, sont assemblées à un corps de rail bien déformable (de préférence en alumi- nium ou analogue), on peut directement resserrer consécu- tivement l'écartement des gorges de roulement à la valeur finale désirée par compression correspondante du corps de rail Il en résulte encore par rapport aux variantes de procédé décrites jusqu'à présent, l'avantage qu'aucune sorte de rainure devant être recouverte pendant la trempe n'a besoin d'être prévue le long des deux côtés du rail de guidage non pourvus de gorges de roulement L'essemblage des pistes de roulement rapportées avec le corps de rail peut avoir lieu d'une manière simple de différentes façons. Par exemple, on peut noyer les pistes de roulement dans le matériau du corps de rail par coulée sous pression Ou en- core, on peut fabriquer le corps de rail par le procédé de -5- coulée continue, après quoi on procède à l'insertion et au sertissage des pistes de roulement dans ledit corps. Dans un dispositif pour la mise en oeuvre du pro- cédé de l'invention, les premiers et éventuellement les seconds outils de compression sont agencés sous forme de rouleaux presseurs dont la section transversale périphéri- que correspond à la section transversale respective des gorges de roulement et des rainures du rail de guidage les recevant Cet agencement du dispositif de l'invention au- torise d'une manière simple une compression finale conti- nue et régulière du rail de guidage en vue d'obtenir l'écartement final des gorges de roulement mutuellement opposées. Dans le même but, d'une manière avantageuse, les seconds outils de compression mutuellement opposés sont disposés dans la direction longitudinale du rail de guida- ge à la hauteur des premiers outils de compression se trouvant dans les gorges de roulement. En pratique, on se trouve parfois en présence de rails de roulements linéaires dans lesquels un seul chemin pour corps de roulement est nécessaire L'invention con- cerne également par suite des rails de guidage correspon- dants à une seule gorge de roulement aménagée d'un seul côté, tandis que le côté opposé du rail forme une surface plane de butée ou de montage Dans le cas d'un agencement de rails de guidage de ce type, on peut utiliser avanta- geusement d'une manière analogue en particulier le mode de réalisation du procédé de l'invention dans lequel une piste de roulement rapportée en matériau trempé contenant la gorge de roulement est assemblée à un corps de rail en matériau bien déformable Le montage final de ce rail de guidage peut être réalisé de façon simple par des vis de fixation qui sont vissées dans des trous taraudés qui, se trouvent dans la face plane mentionnée ci-dessus ou dans une face plane s'étendant perpendiculairement à cette der- nière. -6- D'autres caractéristiques et'avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement à la lecture de la des- cription détaillée qui va suivre de quelques exemples de réalisation donnés à titre indicatif, mais non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans les- quels: Za figure 1 représente une vue en coupe d'un rail de guidage dans lequel est mis en place un dispositif pour l'exécution d'un premier mode de réalisation du procédé, dans l'état o il se trouve juste avant le mouvement de déplacement final l'un vers l'autre des premiers outils de compression se trouvant dans les gorges de roulement; Za figure 2 représente une vue en coupe d'un rail de guidage dans lequel est mis en place un dispositif pour l'exécution d'un deuxième mode de réalisation du procédé, dans l'état o il se trouve juste avant le déplacement fi- nal l'un vers l'autre des seconds outils de compression se trouvant dans les rainures; et Za figure 3 représente une vue en coupe d'un rail de guidage modifié dans lequel est mis en place un disposi- tif pour l'exécution d'un troisième mode de réalisation du procédé, dans l'état o il se trouve avant le mouvement de déplacement final l'un vers l'autre des premiers outils de compression se trouvant dans les gorges de roulement. En se référant à la figure 1, on peut voir un rail de guidage 1 réalisé en une tôle, pour un guide ou roule- ment linéaire, ce rail présentant une section transversale de base rectangulaire et étant agencé par ailleurs symétri- quement, respectivement par rapport aux axes médians la et lb Sur les côtés latéraux opposés, qui sont tournés vers les corps de roulement en forme de billes du guide ou rou- lement linéaire, sont prévues des gorges 2 correspondantes servant de chemins de roulement. En même temps que les gorges 2 de roulement, on prévoit lors de la fabrication du rail 1 de guidage, une rainure 3 médiane respectivement sur le côté supérieur et -7- le côté inférieur, entre lesdites gorges La longueur des rainures 3 perpendiculairement au plan de la figure, cor- respond à la longueur des gorges 2 de roulement dans la même direction Les rainures 3 ont pour effet de créer une zone 4 centrale de section transversale réduite dans le rail 1 de guidage. Dans une ébauche 1 de rail de guidage conformée de cette façon, l'écartement des gorges 2 de roulement mutuel- lement opposées a la dimension A + x, dans laquelle A = écartement final désiré des gorges de roulement du rail de guidage final prêt à être monté et x = une valeur détermi- née pour l'agrandissement de cet écartement, par exemple de 0,2 mm. Dans le cas du rail 1 de guidage agencé et dimen- sionné de la sorte, on recouvre tout d'abord la zone des rainures 3, par exemple par application d'une masse iso- lante correspondante Puis on soumet le rail 1 de guidage à une trempe, de façon que la zone centrale 4 demeure tou- tefois non-durcie par suite de la présence de la masse isolante et reste ainsi bien déformable Au contraire, no- tamment les gorges 2 de roulement sont trempées au degré désiré. Pour amener maintenant l'écartement entre les gor- ges 2 de roulement opposées à la valeur finale d'écarte- ment A désirée, dans un stade opératoire final consécutif à la trempe, on déplace l'un vers l'autre des outils de compression 5 pendant qu'ils se trouvent disposés dans les gorges 2 de roulement Des efforts F opposés s'exercent par suite sur le rail 1 de guidage jusqu'à ce que l'écar- tement mutuel des gorges 2 de roulement soit abaissé à la valeur A finale désirée La compression que subit le rail 1 de guidage est rendue possible par la présence-de-la zone 4 centrale non-trempée ou non-durcie. Cette compression du rail 1 de guidage jusqu'à l'établissement de la valeur A de l'écartement se produit bien entendu sur toute la longueur du rail A cet effet, 8- les outils de compression 5 sont avantageusement agencés en tant que rouleaux presseurs, dont la section périphé- rique transversale correspond respectivement à la section transversale des gorges 2 de roulement du rail 1 de gui- dage recevant lesdits rouleaux Les rouleaux presseurs 5 tournent dans le sens des flèches de rotation 5 a autour de leur axe de rotation, si bien que le rail 1 se déplace dans la direction perpendiculaire au plan de la figure Ce stade opératoire final peut ainsi être également exécuté en continu, si bien que l'on obtient finalement un rail de guidage sur lequel l'écartement des gorges 2 de roulement s'étendant exactement parallèlement l'une vers l'autre a exactement la valeur A sur toute la longueur desdites gor- ges. On obtient le même résultat en utilisant le mode de réalisation du procédé selon la figure 2, qui se dis- tingue dans le détail conformément à la description ci- après, du mode de réalisation selon la figure 1 Dans la figure 2, on désigne respectivement les pièces ou parties correspondant à celles de la figure 1 par le même repère numérique toutefois majoré de 10. La différence essentielle du mode de réalisation du procédé et du dispositif conformes à la figure 2 par rapport à la figure 1, réside dans le fait que dans le cas de l'ébauche 11 du rail de guidage, après sa fabrication et sa trempe, l'écartement mutuel des gorges 12 de roule- ment a la valeur A x, dans laquelle A = l'écartement fi- nal désiré du rail de guidage terminé prêt à être monté et x = une valeur amoindrie par exemple de 0,2 mm par rapport à l'écartement A. Dans ce mode de réalisation du procédé, consécuti- vement à la trempe du rail 11 de guidage, on augmente donc l'écartement mutuel des gorges 12 de roulement de la va- leur x à la valeur A A cet effet, tandis qu'on maintient constant l'écartement A des premiers rouleaux presseurs 15 pendant qu'ils sont disposés dans les gorges 12 de roule- -9 _ ment, on déplace l'un vers l'autre d'une façon correspon- dante des seconds rouleaux presseurs 16 se trouvant dans des rainures 13 mutuellement opposées En conséquence, des efforts F' qui s'exercent dans ce cas sur le rail, l'écar- tement mutuel des gorges 12 de roulement se trouve alors élargi à la valeur finale A. Pour compléter la description, il y a encore lieu de mentionner que dans ce cas les seconds rouleaux pres- seurs 16, dont la section transversale périphérique cor- respond respectivement à la section transversale des rai- nures 13 du rail 1 les recevant, tournent dans ce cas éga- lement de la même façon conformément à la flèche de rota- tion 16 a Les rotations 15 a et 16 a se font dans le même sens, de façon que pendant ce dernier stade opératoire, le rail 11 se déplace perpendiculairement au plan de la figure L'élargissement précité de l'écartement des gorges de roulement à la valeur A désirée s'effectue ainsi de fa- çon continue' sur toute la longueur desdites gorges 12. Dans l'agencement selon la figure 2, les premiers rouleaux presseurs 15 et les seconds rouleaux presseurs 16 se trouvent à la même hauteur lorsqu'on les observe dans la direction longitudinale du rail 11 de guidage. Comme indiqué dans l'exemple de la figure 1 par des lignes en traits et points, on fixe consécutivement les rails de guidage 1 et 11 d'une manière convenable sur la pièce destinée à les recevoir au moyen de plusieurs vis médianes Les vis 7, qui sont distribuées régulièrement sur la longueur des rails de guidage 1 et 1 l chevauchent par leur tête les deux bords du rail de façon adjacente aux rainures 3 et 13, directement ou (dans le cas de têtes plus petites) avec interposition de rondelles d'appui plus grandes On soulage ainsi efficacement, d'une part, les zones d'affaiblissement médianes des rails de guidage 1 et 11 dans la région des rainures 3 et 13 D'autre part, on assure par suite également que des efforts s'exerçant éga- lement pendant la mise en service ultérieure du guide ou - roulement linéaire, ne puissent plus entraîner de modifi- cation de la valeur A de l'écartement final. D'après les modes de réalisation précités du pro- cédé de l'invention conformes aux figures 1 et 2, il résul- te que ledit procédé peut être mis en oeuvre très largement de façon continue et également automatique dès le début, depuis la fabrication des ébauches de rails jusqu'à la ré- alisation finale de la valeur précise A de l'écartement. Une conclusion correspondante s'applique également de façon essentielle au mode de mise en oeuvre modifié se- lon la figure 3 Ce mode de mise en oeuvre se distingue de ceux qui sont décrits ci-dessus surtout-du fait que des pistes de roulement rapportées 28, renfermant les gorges 22 de roulement, par exemple réalisées en acier pour ou- tils ou en feuillard d'acier embouti et déjà trempées, sont assemblées avec un corps 21 de rail de guidage bien déformable, par exemple en aluminium Dans l'exemple de réalisation représenté, on introduit les pistes de roule- ment 28 dans un moule coulée sous pression correspondant et on les noie dans de l'aluminium pour la formation du corps 21 de rail. Les dimensions du moule sont à cet effet choisies de façon que l'écartement des gorges de roulement ait de façon correspondante au mode de mise en oeuvre selon la figure 1, la valeur A + x Immédiatement ensuite, par com- pression à l'aide des rouleaux presseurs 25, on procède à la diminution de l'écartement des gorges 22 de roulement pour l'amener exactement à la valeur A désirée. En plus des avantages déjà mentionnés ci-dessus, le mode de mise en oeuvre selon la figure 3 présente en- core l'avantage que les rails de guidage peuvent être lar- gement réalisés en aluminium moins onéreux et plus léger que l'acier. 11 - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un rail de guidage pour des roulements linéaires, dans lequel est prévu sur les côtés latéraux mutuellement opposés dudit rail respec- tivement au moins une gorge ou analogue, trempée, formant un chemin pour des corps de roulement, caractérisé par le fait qu'on réalise les gorges, mutuellement opposées for- mant des chemins de roulement, avec un écartement entre elles qui diffère d'une valeur (x) déterminée de leur écar- tement (A) final, on réduit la section transversale média- ne du rail de guidage entre les gorges de roulement mu- tuellement opposées, perpendiculairement à leur ligne de jonction, puis on trempe le rail de guidage à l'exception de la zone de section transversale réduite et enfin on le comprime sous l'effet de premiers outils de compression opposés l'un à l'autre se trouvant dans les gorges de rou- lement, jusqu'à ce que l'écartement (A) mutuel final des gorges de roulement soit atteint. 2. Procédé selon la revendication 1, caraetérisé par le fait que pour la réduction de la section transver- sale médiane, on forme le long des deux côtés du rail de guidage nonpourvus de gorges de roulement, des rainures mutuellement opposées que l'on recouvre avant la trempe du rail de guidage pour les isoler pendant celle-ci. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé par le fait qu'on choisit l'écartement des gorges de roulement mutuellement opposées avant la trempe du rail de guidage de façon qu'il soit légèrement supérieur d'une valeur (x) à l'écartement (A) final et après la trempe, on déplace l'un vers l'autre les premiers outils de compres- sion disposés dans les gorges de roulement jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de roulement soit abaissé à la valeur (A) finale. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on choisit l'écartement des gorges de-rou- lement mutuellement opposées avant la trempe du rail de 12 - guidage de façon qu'il soit légèrement inférieur d'une va- leur (x) à l'écartement (A) final et après la trempe, en gardant un écartement (A) constant entre les premiers ou- tils de compression disposés dans les gorges de roulement, on déplace l'un vers l'autre des seconds outils de com- pression se trouvant dans les rainures mutuellement oppo- sées, jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de roulement soit élargi à la valeur (A) finale. 5. Procédé-de fabrication d'un rail de guidage pour guides ou roulements linéaires, dans lequel est pré- vue sur chacun des côtés latéraux mutuellement opposés du rail de guidage respectivement au moins une gorge ou ana- logue, trempée, formant un chemin pour des corps de roule- ment, caractérisé par le fait qu'on assemble les pistes de roulement rapportées en matériau trempé, renfermant les gorges de roulement respectives, avec un corps de rail en matériau bien déformable, en choisissant l'écartement des gorges de roulement mutuellement opposées légèrement plus grand d'une valeur (x) à l'écartement (A) final, puis on déplace l'un vers l'autre des premiers outils de compres- sion se trouvant dans les gorges de roulement jusqu'à ce que l'écartement mutuel des gorges de roulement soit abais- sé à la valeur (A) finale. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risé par le fait que les premiers ( 5, 15, 25) et éventuel- lement les seconds ( 16) outils de compression sont agencés sous forme de rouleaux presseurs dont la section transver- sale périphérique correspond à la section transversale respective des gorges de roulement ( 2, 12, 22) et des rai- nures ( 13 X du rail de guidage ( 1, 11), recevant lesdits outils. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les seconds outils de compression ( 16) mutuellement opposés sont disposés dans la direction longitudinale du rail de 13 - guidage ( 11) à la hauteur des premiers outils de compres- sion ( 15) se trouvant dans les gorges de roulement ( 12).