Brevet FR2550590A1 — publié le 19850215

i La présente invention concerne une glissière linéaire qui est largement utilisée dans les parties coulissantes de différentes machines industrielles, comme des machines-outils à commande numérique suivant des axes X, Y et Z, des changeurs automatiques d'outils, des machines automatiques de soudage, des machines de moulage par injection et des robots industriels, par exemple une table mobile pour guider un mouvement alternatif linéaire. L'inventeur de la présente invention a précédemment 10 proposé des glissières linéaires de ce type dans les demandes de brevets japonais n 49 170/1982 et 162 113/1982. Ces glissières linéaires sont du type dit en cantilever o une paire de glissières sont usuellement incor15 porées à une table mobile, par exemple et sont adaptées pour guider un mouvement alternatif linéaire le long d'un rail de guidage pendant que des charges horizontales et dirigées vers le bas sont absorbées par uie des jupes du corps de chaque glissière, qui a une section droite sensiblement en forme de C, alors que des charges horizontales et dirigées vers le haut sont absorbées par l'autre jupe. Les glissières linéaires proposées précédemment présentent les avantages suivants: puisqu'il suffit de prévoir un nombre minimal de rainures pour billes chargées 25 sur le corps de glissière et des rainures de roulement de billes sur le rail de guidage, lesdites rainures pour billes chargées devant avoir une grande précision pour permettre à des billes supportant une charge de rouler uniformément et nécessitant par conséquent un grand nombre d'étapes dans une 30 opération de rectification de rainure, il est possible de fabriquer les glissières à un prix réduit en correspondance. En outre les glissières peuvent être aisément incorporées par exemple à des tables mobiles Egalement les glissières sont aisément préchargées. Cependant les glissières linéaires décrites cidessus nécessitent encore de façon désavantageuse l'opération de rectification de rainures lors de la réalisation de deux rainures pour billes chargées dans le corps de glissière En outre ces rainures pour billes chargées ne sont pas aisément usinées puisqu'elles sont placées sur les surfaces intérieures respectives des deux jupes du corps de glissière Il est également nécessaire de prévoir 5 une opération relativement importante pour assurer la finition des rainures pour billes chargées avec une grande précision, en particulier dans le cas o les rainures pour billes chargées doivent être soumises à ce qu'on appelle une opération d'évasement o la largeur de rainure aux deux 10 parties extrêmes de chaque rainure pour billes chargées est réalisée légèrement plus grande que la largeur dans sa partie centrale, afin de permettre aux billes de rouler uniformément et d'être recyclées d'une zone non chargée dans une zone chargée, et inversement En outre il est 15 nécessaire de réaliser l'ensemble du corps de glissière en un matériau de grande rigidité afin d'obtenir la grande rigidité nécessaire pour les parties du corps de palier o les rainures pour billes chargées doivent être formées. En conséquence, bien qu'il soit possible de réduire au minimum le nombre des rainures pour billes chargées sur le corps de glissière et le nombre des rainures de roulement de billes sur le rail de guidage, les glissières linéaires décrites ci-dessus sont encore affectées par l'inconvénient d'un coût de production élevé. En conséquence, un objet principal de la présente invention est d'améliorer les glissières linéaires du typecantilever, qui ont été précédemment proposées par le présent inventeur, en vue d'éliminer leurs inconvénients mentionnés ci-dessus. Dans ce but, conformément à la présente invention, une rainure de réception de voie qui est ouverte en diaglonale vers le bas est formée dans la surface intérieure d'une des jupes du corps de glissière tandis qu'une rainure de réception de voie qui est ouverte en diagonale vers le haut 35 est formée dans la surface intérieure de l'autre jupe, et ces rainures de réception de voies sont respectivement équipées de voies de roulement comportant chacune une rainure pour billes chargées qui est positionnée de façon à être placée en regard de la rainure de roulement de billes correspondante prévue sur le rail de guidage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue en élévation de face d'une glissière linéaire correspondant à un mode de réalisation de la présente invention, la Fig 2 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle de la glissière linéaire représenté sur la Fig 1, la Fig 3 est une vue en plan de la glissière linéaire représentée sur la Fig 1, la Fig 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV 15 de la Fig 2, la Fig 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la Fig 4, la Fig 6 est une vue en élévation de face du corps de la glissière linéaire conforme à l'invention, la Fig 7 est une vue en élévation latérale du corps de glissière représenté sur la Fig 6, la Fig 8 est une vue de dessous du corps de glissière représenté sur la Fig 6, la Fig 9 est une vue en perspective de la voie de roulement 25 de la glissière linéaire conforme à l'invention, la Fig 10 est une vue en coupe verticale partielle à échelle agrandie de la voie de roulement représentée sur la Fig 9, les Fig 11 et 12 sont des vues en coupe, respectivement semblables aux fig 5 et 10 et montrant une modification de 30 la voie de roulement, la Fig 13 est une vue d'arrière d'une des plaques extrêmes de la glissière linéaire conforme-à l'invention, la Fig 14 est une vue d'arrière de l'autre plaque extrême, la Fig 15 est une vue en coupe faite suivant la ligne XV-XV 35 de la fig 14, la Fig 16 est une vue en perspective du rail de guidage de la glissière linéaire conforme à l'invention, et 255059 C la Fig 17 est une vue en coupe d'une table coulissante linéaire construite par incorporation de la glissière représentée sur la Fig l. La présente invention va être décrite en détail dans la suite en relation avec un mode de réalisation et en référence aux dessins ci-joints. Les Figures 1 à 5 représentent en combinaison une glissière linéaire B conforme à un mode de réalisation de l'invention La glissière B comprend: un corps de glissière 10 1; une paire de voies de roulement 2 a, 2 b; une paire de plaques extrêmes 3 a, 3 b; une multiplicité de billes 4; et un rail de guidage 5 Le corps de glissière 1 est formé de manière à avoir une section droite sensiblement en forme de C comportant des jupes 6 a, 6 b qui sont asymétriques entre 15 elles par rapport à l'axe longitudinal de la glissière B. Une jupe 6 a est pourvue dans sa surface intérieure d'une rainure de réception de voie 7 a ayant une section droite sensiblement demi-circulaire qui est ouverte en diagonale vers le bas suivant un angle de 450 par rapport au plan 20 horizontal de la glissière B, tandis que l'autre jupe 6 b est pourvue dans sa surface intérieure d'une rainure de réception de voie 7 b de section droite sensiblement demicirculaire, qui est ouverte en diagonale vers le haut suivant un angle de 450 par rapport au plan horizontal de la 25 glissière B Le corps de glissière 1 comporte en eutre des trous de recirculation de billes 8 qui le traversent longitudinalement en parallè-le aux rainures de réception de voies 7 a, 7 b correspondantes Les voies de roulement 2 a, 2 b sont profilées à une forme sensiblement demi-cylindrique 30 et elles sont respectivement logées dans les rainures de réception de voies 7 a, 7 b formées dans le corps de glissière 1 Une voie de roulement 2 a comporte une rainure pour billes chargées 9 ayant une section droite sensiblement demicirculaire qui est ouverte en diagonale vers le bas suivant un angle de 45 par rapport au plan horizontal de la glissière B, tandis que la voie de roulement 2 b comporte une rainure pour billes chargées 9 de section droite sensiblement demicirculaire qui est ouverte en diagonale vers le bas suivant un angle de 45 par rapport au plan horizontal de la glissière B Les plaques extrêmes 3 a, 3 b sont fixées sur deux surfaces extrêmes, dans la direction longitudinale, du corps de glissière 1 Chacune des plaques extrêmes 3 a, 3 b est pourvue dans sa surface intérieure d'une rainure de guidage 10 qui établit une communication entre une des extrémités de chaque rainure pour billes chargées 9 et celle du trou correspondant de recirculation de billes 8 en constituant ainsi une des pistes sans fin Les billes 8 sont adaptées pour recirculer 10 dans les pistes sans fin En outre le rail de guidage 5 est engagé par sa partie supérieure dans l'évidement formé sur le c 8 té inférieur du corps de glissière 1 en laissant subsister entre eux un intervalle de jeu prédéterminé. Le rail de guidage 5 comporte des rainures de roulement de billes 11 ayant une section droite sensiblement demi-circulaire et qui sont formées dans la direction longitudinale du rail de guidage 5 de façon à être placées en regard des rainures pour billes chargées 9 correspondantes Le rail de guidage 5 est adapté pour absorber par l'intermédiaire des 20 billes 4 la charge qui est appliquée sur le corps de glissière 1. Le corps de glissière 1 comporte, comme le montrent les Figures 1 à 8, des rebords 12 a, 12 b s'étendant respectivement le long des côtés extérieurs des deux jupes 6 a, 6 b. 25 Chacun des rebords 12 a, 12 b est pourvu, dans ses parties extrêmes longitudinales, d'évidements 13 ménagés dans leurs surfaces inférieures et de trous de montage 14 le traversant verticalement En outre le corps de glissière 1 est pourvu, dans ses surfaces extrêmes longitudinales, de trous 15 destinés à recevoir des vis qui sont utilisées pour fixer les plaques extrêmes 3 sur leurs surfaces extrêmes respectives. Egalement, il est prévu sur chacune des extrémités longitudiales de chaque trou de recirculation de billes 8 ménagé dans le corps de glissière 1 une partie arrondie 16 s'étendant 35 en direction du centre de la rainure pour billes chargées 9 correspondante, en permettant ainsi aux billes 4 de rouler uniformément entre chaque trou de recirculation 8 et la rainure de guidage correspondante 10 prévue sur la plaque extrême 3. En conséquence, le corps de glissière 1 n'est pas directement pourvu de rainures pour billes chargées 9 dans lesquelles roulent les billes 4 et en conséquence il n'est pas nécessaire qu'il ait une rigidité particulièrement élevée, ce qui permet de choisir pour ce corps de glissière 1 une matière de faible coût En outre, la fabrication du corps de glissière 1 est avantageuse quand celui-ci est formé d'un matériau de poids léger, comme une pièce moulée 10 en aluminium, une pièce extrudée en aluminium ou une pièce moulée en résine synthétique dure, afin de réduire le temps nécessaire au corps de glissière 1 pour atteindre une vitesse prédéterminée au moment de son démarrage et pour réduire l'inertie au moment de l'arrêt du mouvement du corps de glissière 1 dans le cas o la glissière B doit exécuter de façon répétée un mouvement alternatif linéaire à grande vitesse. Les voies de roulement 2 a, 2 b, qui sont respectivement logées dans les rainures de réception de voies 7 a, 7 b 20 formées dans les surfaces intérieures des deux jupes 6 a, 6 b du corps de glissière 1, sont constituées d'un matériau de grande rigidité de manière à avoir l'une et l'autre la même configuration A chacune des extrémités de chacune des rainures pour billes chargées 9 respectivement formées dans les voies de roulement 2 a, 2 b, il est prévu une partie arrondie 17 s'étendant en direction du centre du trou correspondant de recirculation de billes 8, en permettant ainsi aux billes 4 de rouler uniformément entre chaque rainure pour billes chargées 9 et la rainure de guidage correspon30 dante 10 formée dans la plaque extrême 3. Il est à noter que chacune des voies de roulement 2 a, 2 b est réalisée, comme le montrent à échelle agrandie les Figures 11 et 12, avec un profil dit de " demi-baril" de façon que la partie centrale de la voie de roulement soit 35 légèrement plus grande en diamètre que ses deux parties extrêmes afin de permettre aux voies de roulement 2 a, 2 b d'exécuter un léger mouvement de roulis et de tangage dans leurs rainures réceptrices respectives 7 a, 7 b du corps de glissière 1 En conséquence, lorsque le corps de glissière 1 effectue un mouvement alternatif linéaire le long du rail de guicage 5, ce corps de glissière 1 s'adapte uniformément à une légère ondulation ou torsion verticale du rail de guidage 5 et établit un alignement, en permettant ainsi la production d'un mouvement alternatif linéaire uniforme. En outre, comme le montrent les Figures 13 à 15, chacune des plaques extrêmes 3 a, 3 b comporte une saillie de guidage 18 formée sur la partie extrême de chaque rainure de 10 guidage 10, sur son c 8 té qui est le nus proche de la rainure pour billes chargée 9 correspondante La saillie de guidage 18 sert à guider les billes 4 dans la rainure de guidage 10 lorsqu'elles sortent du passage défini entre la rainure pour billes chargées 9 et la rainure de roulement de billes 11 correspondante du rail de guidage 5 tout en supportant une charge, ou bien à guider les billes 4 de la rainure de guidage 10 dans le passage défini entre la rainure pour billes chargées 9 et larainure de roulement de billes 11 Il est à noter que la référence numérique 21 désigne sur les figures 20 chacun des trous destinés à recevoir des boulons respectifs de fixation 20 lorsque les plaques extrêmes 3 a, 3 b sont fixées sur le corps de glissière 1 Chacun des boulons de fixation 20 est maintenu par l'intermédiaire d'une douille de positionnement 22 comme le montre la Figure 2 En outre une 25 plaque extrême 3 a est pourvue, comme le montrent les Figures 1 et 13, d'un graisseur 23 et d'une rainure de lubrification 24 servant à guider de la graisse introduite par le graisseur 23 jusque dans les pistes sans fin de passage des billes 4. Comme le montrent les Figures 1, 4 et 16, le rail 30 de guidage 5 est constitué par une barre carrée de section sensiblement carrée qui possède une grande rigidité Le rail de guidage 5 est pourvu, sur un de ses épaulements, d'une rainure de roulement de billes 11 qui s'étend longitudinalement et qui est ouverte en diagonale vers le haut suivant un 35 angle de 45 par rapport au plan horizontal du rail de guidage 5 En outre le rail de guidage 5 est pourvu, dans son autre surface latérale, d'un évidement 25 de section droite sensiblement triangulaire, s'étendant dans la direction 255059 C longitudinale du rail de guidage S Dans la surface de paroi de l'évidement 25 est formée l'autre rainure de roulement de billes 11 qui est ouverte en diagonale vers le bas suivant un angle de 45 par rapport au plan horizontal du rail de guidage 5 En outre des trous 27 destinés à recevoir des boulons de fixation ( désignés par la référence numérique 26 sur la Fig 17), qui sont utilisés pour la fixation du rail de guidage 5, sont ménagés dans le rail de guidage 5 en étant espacés entre eux d'une distance prédé10 terminée. La glissière linéaire B conforme au mode de réalisation décrit ci-dessus est utilisée en étant incorporée à une table coulissante linéaire qui assure le guidage d'un mouvement alternatif linéaire de différents types de machines 15 ou de dispositifs Par exemple comme le-montre la Figure 17, deux rails de guidage 5 sont respectivement fixés, au moyen des boulons 26, sur des surfaces de référence 29 d'un banc 28 qui est monté sur une machine ou un appareil et ensuite une table de montage 30 est placée sur les corps de glissiè20 res 1 qui glissent le long de leurs rails de guidage respectifs 5 et elle est ensuite fixée au moyen des boulons de liaison 31 Dans ce cas, pour appliquer une précharge prédéterminée à chaque glissière B, une cale (non représentée) d'une épaisseur prédéterminée est interposée entre 25 chaque corps de glissière 1 et la table de montage 30 en vue de produire une torsion de chaque corps de glissière 1 dans la direction de la flèche correspondante Y Dans ce cas, lorsque chaque corps de glissière 1 est incliné, les voies de roulement 2 a, 2 b suivent *le mouvement d'inclinaison du corps de glissière 1 pour produire un alignement entre les rainures de roulement de billes du rail de guidage 5 et les rainures pour billes chargées 9 correspondantes formées dans les voies de roulement 2 a, 2 b par l'intermédiaire des billes 4, en permettant ainsi un mouvement alternatif linéaire uniforme de 35 chaque corps de glissière 1. Comme cela a été décrit ci-dessus, dans la glissière linéaire de la présente invention, le corps de glissière est pourvu dans une de ses surfaces intérieures opposées de la rainure de réception de voie qui est ouverte en diagonale vers le bas tandis que l'autre surface intérieure est pourvue de la rainure de réception de voie qui est ouverte en diagonale vers le haut, et lesdites rainures de réception de voies sont respectivement équipées des voies de roulement comportant chacune la rainure pour billes chargées En conséquence les rainures pour billes chargées, qui sont respectivement placées sur les surfaces latérales intérieures des deux jupes du corps de glissière et qui n'étaient 10 par conséquent pas faciles à usiner, peuvent être aisément soumises à une rectification, à une trempe et à un autre traitement, puisque les rainures pour billes chargées sont formées dans les voies de roulement avant que celles-ci soient montées dans leurs rainures réceptrices respectives. 15 En conséquence il est possible d'améliorer la précision d'usinage et d'obtenir une fiabilité de trempe et d'autres traitements nécessaires sans perdre les différents avantages des glissières linéaires dites du type -cantilever En outre le coût de production peut être diminué. Egalement, dans une glissière linéaire de ce type, il est d'une pratique générale, en vue d'améliorer la capacité de support de charge et la durée de service de la glissière tout en augmentant sa rigidité, d'appliquer une précharge à la glissière pour rendre négatif le jeu entre 25 les billes d'une part et entre chaque rainure pour billes chargées du corps de glissière à rainure de roulement de billes correspondante du rail de guidage d'autre part, en augmentant ainsi la surface de contact de toutes les billes qui supportent une charge entre les rainures Pour assurer 30 la recirculation uniforme des billes depuis la zone non chargée jusqu'à la zone chargée, et inversement, dans le cas o la glissière est préchargée, il est possible, conformément à l'invention, de soumettre aisément les rainures pour billes chargées à ce qu'on appelle une opération 35 d'évasement. En outre, puisque la partie de rainure pour billes chargées qui doit avoir une grande rigidité est constituée par la voie de roulement réalisée sous forme d'un élément qui est produit séparément du corps de glissière, il est possible de fabriquer le corps de glissière proprement dit en un matériau de faible coût ou bien de constituer le corps de glissière d'un matériau de poids léger en vue de satis5 faire ainsi à l'impératif d'augmentation de la vitesse du mouvement alternatif linéaire du corps de glissière. 2550-590 REVENDICATIONS 1 Glissière linéaire qui effectue un mouvement alternatif le long d'un rail de guidage ( 5) tout en supportant des charges dirigées horizontalement et vers le bas par une des jupes ( 6 a, 6 b) d'un corps de glissière ( 1) et des charges dirigées horizontalement et vers le haut par une des jupes, caractérisée en ce qu'elle comprend: une rainure de réception de voie ( 7 a) formée dans la surface intérieure d'une des jupes ( 6 a, Gb) dudit corps 10 de glissière ( 1), ladite rainure de réception de voie ( 7 a) s'ouvrant en diagonale vers le bas; une rainure de réception de voie ( 7 b) formée dans la surface intérieure de l'autre jupe, ladite rainure de réception de voie ( 7 b) s'ouvrant en diagonale vers le haut; 15 et des voies de roulement ( 2 a, 2 b) respectivement montées dans les rainures de réception de voie ( 7 a, 7 b), chaque voie de roulement comportant une rainure pour billes chargées ( 9) qui est placée de façon à être dirigée vers 20 une rainure de roulement de billes correspondante ( 11) formée sur ledit rail de guidage ( 5). 2 Glissière linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des rainures de roulement de billes ( 11) prévues sur ledit rail de guidage ( 5) et la rainure pour billes chargées ( 9) prévue sur chacune desdites voies de roulement ( 2 a, 2 b) ont une section sensiblement demi-circulaire. 3 Glissière linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chacune desdites rainures de réception de voie ( 7 a, 7 b) respectivement formées dans les surfaces intérieures des deux jupes ( 6 a, 6 b) dudit corps de glissière ( 1) a une section sensiblement demi-circulaire et chacune desdites voies de roulement ( 2 a, 2 b) qui sont montées dans leurs rainures réceptri35 ces respectives ( 7 a, 7 b) est profilée à une forme sensiblement demi-cylindrique, et en ce que le centre de la périphérie extérieure de chacune desdites voies de roulement ( 2 a, 2 b) est sensiblement en coincidence avec le centre d'une bille ( 4) qui supporte une charge entre la rainure pour billes chargées ( 9) de la voie de roulement et la rainure de roulement de billes ( 11) correspondante dudit rail de guidage ( 5). 4 Glissière linéaire selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacune desdites voies de roulement ( 2 a, 2 b) est pourvue d'un profil tel qu'une partie approximativement centrale de celui-ci ait un diamètre légèrement plus grand que ses deux parties extremes de façon à permet10 tre auxdites voies de roulement ( 2 a, 2 b) d'exécuter un léger mouvement de roulis et de tangage dans leurs rainures réceptrices ( 7 a, 7 b) en vue d'établir un alignement lors du mouvement alternatif linéaire dudit corps de glissière ( 1).