Brevet FR2557229A1 — publié le 19850628

"Palier de circulation à corps roulants" L'invention concerne un palier de circulation à corps roulants avec un boitier comportant une voie de cir- culation et un canal de renvoi, et avec des corps roulants ali- gnés les uns contre les autres le long de la voie de circula- tion et du canal de renvoi et qui, lors de l'utilisation, rou- lent entre la voie de circulation et une voie de roulement placée en face d'elle. Dans les paliers de circulation à corps rou- lants, les corps roulants se déplacent alternativement sur des trajets de courburedifférentes, une alternance de dé- placement rectiligne et de déplacement en courbe s'effec - tuant alors. De ce fait, on ne peut pas résoudre le guidage des corps roulants, qui a pour but la circulation sans coincement et avec un frottement minimal des corps roulants les uns contre les autres et contre le boltier, avec les cages rigides classiques pour les paliers linéaires et ronds. Dans beaucoup de paliers de circulation à corps rou- lants, on a en conséquence,inséré des pièces de séparation entre les corps roulants successifs, ce qui n'aboutit pas toujours à une solution suffisamment durable du problème et est complètement exclu dans le cas des paliers de circula- tion à rouleaux croisés. L'invention a en conséquence, pour but de créer un palier de circulation à corps roulants (notamment un pa- lier de circulation à rouleaux croisés), qui garantisse un 2.- guidage précis des corps roulants avec une usure réduite et une bonne durée de vie, tout en étant avantageux du point de vue économique. Pour atteindre ce but, le palier de circulation à corps roulants conforme à l'invention est caractérisé en ce que chaque corps roulant est placé dans un élément de cage individuel en matière plastique, ces éléments de cage étant alignés les uns contre les autres avec leurs faces frontales venant librement en butée les unes contre les autres. Il s'est avéré d'une façon remarquable que les éléments de cag& individuels comportant chacun un seul corps roulant, permettaient d'assurer un guidage des corps roulants supérieur à celui obtenu avec les pièces de séparation, l'in- ver.tion offran-t, en outre, une solution applicable aux paliers de circulation à rouleaux croisés qui faisait totalement défaut jusqu'ici. Il y a lieu de remarquer, à ce sujet, aque les paliers de circulation à rouleaux croisés, parce qu'ils avaient des temps d'utilisation très mauvais, n'étaient utilisés qu'en très petits nombres, bien que l'on ait pu apprécier les avantages des paliers de circulation préc sément dans le cas des dispositifs à rouleaux croisés. L'invention ouvre ainsi au palier de circula- tion à rouleaux croisés une large possibilité d'application souhaitée depuis longtemps, car elle permet d'obternir des temps d'utilisation notablement plus élevés pour des coûts de fabrication qui ne sont pas notablement différents. Du fait que les éléments de cages peuvent - prendre appui l'un contre l'autre par leurs faces frontales et qu'ils peuvent assurer le guidage sur le bottier avec leurs arêtes et quelques unes de leurs surfaces, ils permet- tent une circulation sans coincement et avec un frottement aussi réduit que possible des corps roulants, ceux-ci ne prenant de préférence contact sur le bo tier qu'avec leurs surfaces de roulement faisant saillie hors des ouvertures 3.- de l'élément de cage. Lorsqu'on prévoit de préférence les faces fron- tales de chaque élément de cage avec deux surfaces frontales faisant entre elles un angle supérieur à 90 , et qui sont au moins approximativement parallèles aux surfaces frontales cor- respondantes de l'élément de cage immédiatement suivant lors du déplacement le long de la voie de circulation ou bien lors du renvoi, le guidage ainsi décrit est très satisfaisant, car alors dans la partie de transition, il ne peut y avoir entre les faces frontales qu'un contact le long des arêtes avanta- geusement arrondies, ce qui peut permettre aux différents éléments de cage de trouver leurs voies sans incident. Il est alors avantageux que les arêtes et les surfaces (en dehors des surfaces frontales) soient arrondies de façon appropriée. On peut se représenter que l'élément de cage s'ajuste dans un cube dont les longueurs d'arêtes sont plus petites que le diamètre du corps roulant. Les surfaces frontales seraient coupées en biseau sur leur moitié pour re- cevoir les surfaces porteuses lors des renvois et pour main- 2C tenir l'intervalle constant lors de ces renvois. Tandis que dans le cas des filles, on peut lais- seur leurs surfaces (toutes les surfaces constituent une sur- face de rulement) sortir sur quatre faces de l'élément de ca-e, o-zsées par paires les unes au, autres (les deux faces restantes étant les faces frontales), on ne peut, bien enten- du;dans le cas de rouleaux, autoriser la sortie de la surface enveloppe (jouant le rôle de surface de rcoulement) que sur deux cftés opposés car autrement, un ccntact réciprogue entre les rouleaux pourrait se produire. Les extrémités des rouleaux ne doivent, autant que possible,pas sortir car cela pourrait se traduire par des coincements et des endommagements par usure que l'on redoute. En conséquence, on prévoit l'une des ouvertures de l'élément de cage de préférence suffisamment grande pour qu'on puisse enfoncer le rouleau ou la bille et que celui-ci ou celle-ci ne puisse plus sortir librement. 4.- Ceci peut être obtenu très facilement avec des matières plas- tiques appropriées telles que. par exemple, des polyamides en utilisant l'élasticité du matériau. Chacun des corps roulants étant une bonne fois placé dans son élément de cage, on peut alors mettre en place facilement, de façon appropriée, les éléments de cage dans le boltier du palier de circulation, en laissant par exemple suffisamment desserrées les vis de l'une des enveloppes partielles délimitant le canal de renvoi et en ne les serrant qu'après qu'un remplissage ait été effec- tué. Des rouleaux dont la hauteur est plus petite que le diamètre conviernnent tout particulièrement pour cette forme préférée de réalisation de l'élément de cage et ils se distin- guent par de bornes prcpriétés de circulation dans un palier de circulation à rouleaux conforme à l'invention, notamment un palier de circulation à rouleaux croisés. La voie de circulation d'un palier de circula- tion à corps roulants conforme à l'invention peut, d'une fa- çcn simple; être réalisé sur une structure de voie de roule- ment, pour laquelle de l'acier et un matériau dur sont de pré- fére:ce utilisés. Le reste du botier estpar exemple une en- velo-p:e en deux parties reliée à la structure de voie de cir- culation et qui comprend le canal de renvoi ou bien qui le ccns itue en association avec la structure de la voie de cir- c;n!on. Cette enveloppe peut par exemple être réalisée en métal léger ou en matière plastique. Les corps roulants peu- vent être constitués d'un natériau classique, les rouleaux a-art la hauteur réduite précitée. Les éléments de cages peuvent être moulés par irnjection en matière plastique avec une précision suffisante. Il en résulte qu'une fabrication économique du palier de circulation à corps roulants conforme à l'invention est possible et que sa durée d'utilisation peut atteindre plu- sieurs fois celle de nombreux paliers existants jusqu'alors, notament lorsqu'on prend comme base de comparaison les pa- 5.- liers de circulation à rouleaux croisés réalisés jusqu'ici. Les paliers de circulation à rouleaux croisés classiques rendent nécessaires l'utilisation d'un même nombre de rouleaux dans les deux directions, tandis que,dans le cas du palier de circulation à rouleaux croisés conforme à l'inven- tion, on peut prévoir, en fonction de la charge, de favoriser l'un des c8tés en lui affectant davantage de rouleaux, car les éléments de cages assurent le guidage des rouleaux, quelle que soit la file dans laquelle se trouvent ces rouleaux. L'invention va être exposée ci-après à titre d'exemple en se r4férant aux dessins purement schématiques ci- jcints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale d'un palier de circulation à rouleaux croisés, i15 - la figure 2 est une vue en plan de ce palier de circulation à rouleaux croisés, - la figure 3 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne III-III de la figure 1, - les figures 4 à 6 représentent à plus grande échelle un élément de cage à savoir, - la figure 4 une vue de l'extrémité d'un élément de cage guidé d'un rouleau, la figure 5 unre vue latérale selon la flèche V de la figure 4, la figure 6 une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4. - la figure 7 est une coupe partielle selon la ligne VII-VII de la figure 2, - la figure 8 est une représentation analogue à celle-de la figure 4 mais pour- un élément de cage équipé d' une bille, - la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 5 mais pour un élément de cage équipé d'une bille selon la figure 8. Il parait suffisant de décrire l'exemple le plus 25572-29 6.- complexe, à savoir le palier de circulation à rouleaux croisés 1 selon les figures 1 à 7 et en outre, un élément de cage équipé d'une bille selon les figures 8 et 9, le spécialiste pouvant facilement se représenter d'après cela la variante adaptée à un palier de circulation avec des rouleaux à axes parallèles ou bien circulant en éventail, et les paliers de circulation à billes équivalents. Ils ont des éléments de ca- ge plus simples, mais comportant toutes les particularités de l'exemple décrit modifié en conséquence. - Le palier de circulation à corps roulants re- présenté sur!es figures 1 à 7 est un palier de circulation à rouleaux croisés 1, dont le bottier 10 est constitué de la structure de voie de circulation 11 avec la voie de cir- culation en deux parties 12, en forme de V, et l'enveloppe en deux parties 13 avec le canal de renvoi 14 délimité par cet- te enveloppe et par la structure de voie de circulation. Les deux parties de l'enveloppe 13 sont reliées à la structuJre de voie de circulation 11 par les vis 15. Sur la f iure i, oll voit également les trous de fixation 16 qui servent, avec ou sans filetage, à monter le palier de circulation a à.. croisés 1 sur une Machine. Sur la figure 3 est en outre indi- quée une voie de roulement 17 d'une partie de machine, de sorte que l'on peut voir comment le roulement des rouleaux 2 peut s'effectuer entre la voie de circulation 12 et la voie de roulement 17, ce qui, par ailleurs, est compréhensible pour tout spécialiste. La voie de circulation 12 et la voie de roulement 17 sont des voies prismatiques à 90 . Chaque rouleau 2 est placé dans un élément de cage 3 en matière plastique, qui lui est propre, et hors du- quel seules les surfaces de roulement 20 de ce rouleau font saillie par la fenêtre 30 et par l'ouverture de mise en pla- ce 31 (représentée seulement sur la figure 6) pour pouvoir venir en contact avec la voie de circulation 12 et la voie de roulement 17. Chaque élément de cage 3 a deux faces frontales 32 7,- (indiquées seulement sur la figure 5), et comporte une sur- face frontale dite verticale 33 etune surface frontale obli- que 34. Sur la figure 7 on voit comment les surfaces frontales verticales 33 se touchent lorsque l'élément de cage 3 avec les rouleaux 2 se déplace le long de la voie de circu- lation 12, tandis qu'un contact des surfaces frontales obliques 34 a lieu lorsque les éléments de cages 3 se trouvent dans l'arc 140 du canal de renvoi 14. Dans la partie de transi- tion entre la voie de circulation 12 et l'arc 140, il s'effec- tue un rculement sur les arêtes 35 (visible seulement sur les figures 4 et 5), ce qui n'est pas représenté plus en détail, car il est facile de l'imaginer. De cette -lagon, il est possible d'assurer un roulement précis et sans coincement des rouleaux 2 sur la voie de circulation 12 et sur la voie de roulement 17, sans qu'il y ait de frottement des rouleaux 2 entre eux ni de frottement sur le boîtier 1 en dehors des rouleaux, et sans qu'il soit possible d'endommager le canal de circulation 14, grâce à quoi, non seulenent la durée de vie est au-entée, mais égale- ment un fonctionnement facile avec un anortissement conyena- ble peut être garanti. Lorsqu'au lieu des rouleau-x 2,on veut utiliser des billes 200 (figures E et 9,on peut réaliser les différents élé- ments de cages 300 de fa-on analogue, les surfaces de roule- ment 220 des billes 200 sortant alors uniquement par la fenStre 330 et par l'ouverture de mise en place 331, en supprimant en consecuence tout frcttement des billes 2CC entre elles, et un en o:a-gement du bc tier 1 ne pouvant également pas se -roduire. L'élément de cage 300 a également des surfaces frontales 333 et 334 avec entre elles une arête de roulement 335 qui ont les mêmes fonctions que celles qui ont été décrites pour les parties correspondantes dans le cas de l'élément de cage à rouleaux 2. On peut fabriquer la structure de voie de circu- 8.- lation par exemple en acier ou bien en un matériau dur et l'en- veloppe en métal léger ou en matière plastique, tandis que les rouleaux et les billes peuvent être réalisés en un maté- riau classique. Comme matériau pour les cages, on peut uti- liser une matière plastique suffisamment tenace et présentant de bonnes propriétés d'auto-lubrification telles que certaines polyamides. La fabrication de ces pièces suivant des procédés connus, est courante pour le spécialiste et ne nécessite au- cune explication. Des paliers de circulation simples avec une di- rection de rculement parallèle à l'axe peuvent également être construits de faorn analogue, ce qui ne nécessite pas de plus amples explications. REVENDICATIONS 1.- Palier de circulation à corps roulants avec vn bottier comportant une voie de circulation et un canal de renvoi, et avec des corps roulants alignés les uns contre les autres le long de la voie de circulation et du canal de renvoi et qui, lors de-l'utilisation, roulent entre la voie de.circulation et une voie de roulement pla- cée en face d'elle, palier de circulation caractérisé en ce que chaque corps roulant (2; 200) est placé dans un élé- ment de cage individuel en matière plastique (3; 300), ces éléments de cage (3; 300) étant alignés les uns contre les autres avec leursfacesfrontales(32; 332) venant librement en butée les unes contre les autres. 2.- Palier de circulation à corps roulants selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque corps roulant (2; 200) ne vient en contact avec le bottier (10, -) cu'avec ces surfaces de roulement (20; 220) faisant saillie hors des ouvertures (30, 31; 330, 331) de son élément de cage (3; 300). 3.- Palier de circulation selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que chaque corps roulant (2; 200) est guidé sur le bottier (10; y) par l'intermédiaire de son é61ément de cage (3; 300). 4.- Palier de circulation selon l'une quelconque des reven.dication 1 à 3, carac-%érisé en ce que chaque face frontale (32; 332) de chaque élément de cage (3; 300) compor- te deux faces frontales (33, 34; 333, 334) faisant entre elles un angle de plus de 90 , et dont l'une (33; 333) est approximativement perpendiculaire à la voie de circulation (12; -) lorsque l'élément de cage (3; 300) est sur la voie de circulation (12; -), tandis que l'autre face frontale (34; 334), pendant un changement de direction de l'élément de cage (3; 300) dans un arc de renvoi (140; -) du canal de ren- voi (14; -) est orientée au moins approximativement de fagon radiale par rapport à l'arc de renvoi (140; -). 10._ 5.- Palier de circulation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une voie de circulation (12) prismatique en forme de V, dont les deux parties délimitent entre elles un angle de 90 . 6.- Palier de circulation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans ce palier des billes (200). 7.- Palier de circulation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans ce palier des -rouleaux (2). 8.- Palier de circulation selon l'une quelcon- que des revendications 5 et 7, caractérisé en ce qu'il revêt la forme d'un palier à rouleaux croisés, (1). 9.- Palier de circulation selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce qu'à l'une et à l'autre partie de la voie de circulation (12) sont associés des nombres de rouleaux (2) inégaux. 10.- Palier de circulation selon une quelcon- aque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la lon- gueur de chaque rouleau (2) est plus petite que son diamètre.