Brevet FR2571104A1 — publié le 19860404

La présente invention se rapport à une portée à rouleaux pour mouvement linéaire qui présente une faible résistance au frottement et possède une haute précision et une haute rigidité et qui peut être montée sur une partie à mouvement linéaire d'une machine dont on exige qu'elle possède de hautes per- formances de travail et une haute précision, par exemple, une machineoutil, une machine industrielle ou un appareil de mesure. On connait déjà une portée à rouleaux pour mouve- ment linéaire, telle que celle représentée sur les fig. 13 et 14. Plus précisément, une portée à rouleaux est composée d'un corps de portée 4, d'une paire de chapeaux d'extrémités 6, 6, d'une multiplicité de rou- leaux 7, 7... et d'un organe de guidage 9. Le corps de portée 4 possède une section sensiblement en H et des surfaces supérieure et inférieure opposées l'une à l'autre. Un passage de roulement de rouleaux non chargés, qui est constitué par une unique rainure 2 de roulement de rouleaux non chargés à section rectan- gulaire, est formé sur la surface supérieure du corps de portée 4, tandis qu'un passage de roulement de rou- leaux chargés, qui est constitué par une unique gorge 3 de roulement de rouleaux chargés est formé sur la surface inférieure. Les chapeaux d'extrémités 6, 6 sont respectivement vissés aux deux extrémités longi- tudinales du corps de portée 4. Chacun des chapeaux d'extrémités 6, 6 est muni intérieurement d'un passage circulaire 5 de retour des rouleaux qui relie les rainures de roulement 2 et 3 des rouleaux non chargés et des rouleaux chargés. Les rouleaux 7, 7... sont logés dans les rainures de roulement de rouleaux non chargés et de roulement de rouleaux chargés 2 et 3. Chacun des rouleaux 7, 7... est composé de deux élé- ments cylindriques qui sont reliés coaxialement l'un à l'autre par une partie de liaison 7a de plus petit diamètre. L'élément de guidage 9 est constitué par un fil sans fin qui est disposé de manière à entourer les parties de liaison 7a, 7a... de tous les rouleaux 7, 7... et de façon à guider et retenir ainsi les rouleaux 7, 7.... Lorsque la portée à rouleaux 1 décrite plus haut est montée sur une partie à mouvement linéaire de différents types de machines, et peut se poser le pro- blême suivant. Les rouleaux chargés 7, 7..., étant disposés dans la rainure 3 de roulement des rouleaux chargés du corps de portée 4, roulent sur la surface (non représentée) d'un coulisseau de la machine et, dans cette action, la charge appliquée aux rouleaux chargés 7, 7... par la surface du coulisseau est sup- portée par les parties latérales 8, 8 du corps de portée 4 qui possède une section sensiblement en H, des deux côtés des rainures de roulement des rouleaux 2, 3. Il en résulte que, le corps de portée 4 peut se gauchir dans sa partie centrale qui possède une plus faible épaisseur que ses parties latérales et qui possède donc une moindre rigidité. Il peut donc s'exercer, une pression surfacique anormalement grande sur les deux parties terminales 7b, 7b de chacun des rouleaux chargés 7, ce qui a pour effet que les rou- leaux 7 s'usent anormalement et que la durée de vie de la portée à rouleaux 1 est défavorablement raccour- cie. En outre, étant donné que les rouleaux chargés 7, 7... sont exclusivement retenus par un élément de guidage unique 9 constitué par un fil sans fin, les rouleaux 7, 7 se mettent facilement en biais au moment o ils pénètrent dans la région chargée (rainure de roulement des rouleaux chargés), en sortant de la région non chargée, de sorte qu'il existe un risque de rupture des parties de liaison de petit diamètre 7a, 7a... qui constituent respectivement les parties centrales des rouleaux 7, 7.... Un autre problème auquel on se heurte dans le cas de la portée à rouleaux classique 1 consiste en ce que, lorsque les surfaces latérales d'une gorge annu- laire formée au milieu de chacun des rouleaux 7, 7... entre en contact avec une partie arrondie de l'élément de guidage 9 dans la région chargée, les rouleaux 7, 7 rencontrent une grande résistance et que ceci les empêche de rouler régulièrement. Compte tenu des problmes de la technique anté- rieure qui ont été décrits ci-dessus, le principal but de la présente invention est d'accroître la rigi- dité de la partie centrale du corps de portée de ma- nière qu'elle ne subisse pratiquement aucun gauchisse- ment ni aucune déformation, même lorsqu'une forte charge est appliquée aux rouleaux chargés, en évitant ainsi qu'une grande pression surfacique n'zagisse loca- lement sur les rouleaux charges, ce qui permet d'éviter une usure anormale des rouleaux et d'allonger considérablement la durée de vie de la portée à rouleaux. Un but accessoire de la présente invention con- siste à permettre aux rouleaux de se déplacer réguliè- rement au moment o ils pénètrent dans la région chargée en sortant de la région non chargée sans se mettre en biais, en évitant ainsi dans toute la mesure possible le risque de rupture des rouleaux et en garan- tissant un roulement régulier des rouleaux dans la région chargée. Un autre but accessoire de la présente invention consiste à accroitre l'effet de protection contre la poussière et à améliorer la retenue de l'huile lubri- fiante en enfermant les rouleaux non charges de façon sensiblement totalement étahcne dans la rainure de roulement des rouleaux non chargés par l'utilisation d'une plaque support, ce qui évite la production de bruits résultant du contact entre les rouleaux adja- cents et, en outre, empêche les bruits de se propager à l'extérieur. Pour atteindre le but principal, la présente invention a pour objet une portée à rouleaux pour mouvement linéaire, qui comprend: un corps de portée dont les surfaces latérales opposées sont respective- ment munies d'un passage de roulement des rouleaux chargés et un passage de roulement des rouleaux non charges, qui s'étendent dans la direction longitudi- nale du corps de portée; une paire de chapeaux d'extrémités respectivement fixes aux deux extrémités longitudinales du corps de portée, chacun des cha- peaux d'extrémités présentant un passage de renvoi des rouleaux qui relie les passages de roulement des rouleaux charges et de roulement des rouleaux non charges; et une multiplicité de rouleaux disposés dans les passages de roulement des rouleaux charges et de roulement des rouleaux non charges. Le passage de roulement des roulea x charges comprend deux ou plus de deux rainures parallèles de roulement des rouleaux chargés dont chacune possède une profondeur inférieure au diamètre des rouleaux. Le passage de roulement des rouleaux chargés comprend deux ou plus de deux rainures parallèles de roulement des rouleaux non charges dont chacune possède une profondeur supé- rieure au diamètre des rouleaux. Une partie support de charge est formée sur le corps de portée entre les rainures adjacentes de roulement des rouleaux non charges, la partie support de charge présentant sa surface sensiblement au même niveau que la surface du corps de portée sur le côté o sont formées les rainures de roulement des rouleaux non charges. Les buts, caractéristiques et avantages de l'in- vention qui ont été définis ci-dessus, ainsi que d'autres, ressortiront clairement de la description de la forme préférée de réalisation de l'invention qui est donnée ciaprès et doit être considérée en regard des dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en élévation de face d'une portée à rouleaux pour mouvement linéaire selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan de la portée à rouleaux représentée sur la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation de côté d'un corps de portée utilisé dans la portée à rouleaux selon la présente invention; la figure 6(a) est une vue en coupe verticale d'un bloc de guidage constituant un chapeau d'extré- mité utilisé dans la portée à rouleaux selon la pré- sente invention; la figure 6(b) est une vue en élévation de face d'une pièce de guidage qui est incorporée dans le bloc de guidage représenté sur la figure 6(a); la figure 7 est une vue en élévation de côté du bloc de guidage représenté sur la figure 6 (a), vu du côté gauche de cette figure; la figure 8 est une vue en plan d'une plaque de retenue utilisée dans la portée à rouleaux selon la présente invention; la figure 9 est une vue en élévation avant de la plaque de retenue représentée sur la figure 8; la figure 10 est une vue en coupe prise selon la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 est une vue en plan d'une plaque support utilisée dans la portée à rouleaux selon la présente invention; la figure 12 est une vue en coupe prise selon la ligne XII-XII de la figure 11; la figure 13 est une vue en élévation avant et en coupe verticale d'une portée à rouleaux connue dans la technique classique; et la figure 14 est une vue en coupe prise selon la ligne XIV-XIV de la figure 13. Une forme de réalisation de la présente inven- tion sera décrite dans la suite en regard des dessins annexes. Comme on le voit en se reportant tout d'abord aux figures 1 à 5, un corps de portée 100 est fait d'un élément en acier présentant sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle. Le corps de portée présente deux rainures parallèles de roulement des rouleaux charges 101, 102 et deux rainures parallèles 103, 104 de roulement des rouleaux non charges, qui sont respectivement formées dans ses surfaces latéra- les opposées, c'est-à-dire dans sa surface supérieure et sa surface inférieure dans le cas de l'exemple représenté. Ces rainures 101, 102, 103 et 104 possè- dent la même largeur qui est légèrement plus grande que la largeur ou la dimension latérale des rouleaux 200. Les rainures 103, 104 de roulement des rouleaux non charges possèdent une profondeur légèrement plus grande que le diamètre des rouleaux 200 qui y sont logés tandis que les rainures 101, 102 de roulement des rouleaux charges ont une profondeur légèrement inférieure au diamètre des rouleaux 200 qui y sont logés. Le corps de portée 100 comprend une partie sup- port de charge 111 formée sur sa surface inférieure, entre les rainures 103, 104 de roulement des rouleaux non chargés. La surface de la partie support de charge 111 est mise sensiblement au même niveau que les sur- faces inférieures respectives des deux parties latéra- les 112, 112 du corps de portée 100. Quatre perçages de réception de vis 105, 106 sont respectivement formés dans les parties latérales de gauche et de droite du corps I00-de la portée pour fixer la portée à rouleaux à différents types de ma- chines ou appareils (voir fig. 1 à 3). Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 5, le corps de portée 100 est muni à sep extrémités de trous 107, 108 filetés intérieurement, dans lesquels sont vissées des vis 303 à tête hexagonale servant à fixer les chapeaux d'extrémités 301/ 302 aux extrémités opposées du corps 100 de la portée. Des chambrages de positionnement ponctuel 109, 110 sont formés aux extré- mités respectives des filetages intérieurs 107, 108o Chacun des chapeaux d'extrémités 301, 302 est constitué, ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 6(a), 6(b) et 7, par un bloc de guidage 304 et une pièce de guidage 305 de forme semi-cylindrique (voir figure 6(b)), qui sont moulés en un alliage pour coulée en coquille ou une matière plastique en vue de réduire le poids de la portée à rouleaux. Le bloc de guidage 304 présente des rainures 306, 307 de renvoi des rouleaux formées sur sa surface périphérique interne, les rainures 306, 307 reliant les rainures correspondantes de roulement des rouleaux 101, 102 et 103, 104, qui sont respectivement formées dans la face supérieure et la surface inférieure du corps 100 de la portée, Le bloc de guidage 304 possède en outre des cloisons 308 formées entre les rainures de renvoi des rouleaux 306 et 307. Une languette 320 est venue d'une seule pièce à la partie supérieure de chacune des rainures 306, 307 de roulement des rouleaux du bloc de guidage 304. La languette 320 permet aux rouleaux charges 202 d'être guidés en mouvement régulier dans le chapeau d'entrée 301 (302), ce qui donne la possibilité de supprimer la production de bruits anormaux. Des saillies annulaires 309, 310 sont venues d'une seule pièce sur la face d'extrémité inférieure du bloc de guidage 304 de manière à se loger dans les chambrages de positionnement ponctuel correspondants 109, 110, afin de monter le bloc de guidage 304 dans une position prédéterminée sur la face d'extrémité du corps 100 de la portée. Par ailleurs, des perçages 311, 312 destinés à recevoir des vis de montage sont formés dans le bloc de guidage 304 de manière que les perçages 311, 312 pénètrent à travers le bloc de guidage 304 coaxialement aux saillies correspondantes 309, 310. Ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 6(a) et 7, des cavités 313, 314 et 315 à section semi- circulaire sont respectivement formées sur les parties de gauche, de centre et de droite sur la face d'extré- mité intérieure du bloc de guidage 304 de manière que les centres respectifs des cavités 313, 314 et 315 soient situés sur une même ligne horizontale imagi- naire. La pièce de guidage 305 de forme semi-cylindri- que allongée est ajustée et fixée dans ces cavités 313, 314 et 315. Des pieds de centrage 316, 317 destinés à fixer une plaque de retenue 400 (décrites plus loin) sont formés sur la surface supérieure du bloc de guidage 304 de façon à être situés à l'extérieur des rainures de renvoi des rouleaux correspondantes 306, 307. En - outre, des pieds de centrage 318, 319 destinés à fixer une plaque support 500 (décrite plus bas) sont formés sur la surface inférieure du bloc de guidage 304 de telle manière que les pieds 318, 319 soient placés plus près du centre du bloc de guidage 304 que les centres des rainures de renvoi des rouleaux corres- pondants 306, 307 (voir figure 7). Comme on l'a représenté sur la figure 6(a), le bloc de guidage 304 présente des épaulements 321 formés sur les parties supérieures de ses extrémités avant et arrière. Les épaulements 321 sont conçus pour recevoir des parties coudées respectives 401 de la plaque de retenue 400. Ainsi qu'on le voit eh se reportant maintenant aux figures 8 à 10, la plaque de retenue 400 est faite de tôle d'acier qui est découpée de manière à former des fentes 402, 403 d'une largeur légèrement plus petite que la largeur ou dimension latérale des rou- leaux 200. En outre, la plaque de retenue 400 est venue d'une seule pièce avec des parties cambrées 404, 405 qui servent à empêcher les rouleaux 200 de s'échapper des rainures 101, 102 de roulement des rouleaux chargés, chacune des parties cambrées 404, 405 s'éten- dant le long du bord de sa fente correspondante 402 (403) dans la direction longitudinale de cette fente. En outre, la plaque de retenue 400 présente des enco- ches semi-circulaires 408, 409 et des trous 410, 411 de logement de pieds de centrage 410, 411 formés sur chacune de ses parties latérales 406, 407, les enco- ches 408, 409 étant formées en coïncidence avec les perçages correspondants 105, 106 de logement des vis formés dans le corps de portée 100 et les trous 410, 411 de logement des pieds de centrage étant adaptés pour recevoir les pids de centrage correspondants 316, 317 formés sur le bloc de guidage 304 consti- tuant le chapeau d'extrémité 301 (302. En outre, la plaque d'acier qui constitue la plaque de retenue 400 est repliée vers le bas, vue sur la figure 9, dans ses parties terminales longitudinales (les parties termi- nales de droite et de gauche, vues sur les figures 8 et 9) de manière à former les parties rabattues 401, 402 décrites plus haut. Ainsi qu'on l'a indiqué en détail sur les figures 4, 11 et 12, une plaque support rectangulaire 500, formée en tôle d'acier, est montée sur la surface inférieure du corps de portée 100. La plaque support 500 présente une fente 501 formée en son centre, la fente 501 s'étendant dans la direction longitudinale de la plaque support 500 et possédant une largeur latérale légèrement plus grande que la largeur laté- rale de la partie support de charge 11 formée sur le corps de portée 100. La plaque support 500 présente en outre des perçages 502, 503 de logement de pieds de centrage, qui sont respectivement formés dans ses quatre angles, les perçages 502, 503 étant adaptés pour recevoir respectivement les pieds de centrage 318, 319 formés sur le bloc de guidage 304 qui consti- tue le chapeau d'extrémité 301 (302). En outre, des trous d'huile 504 sont formés sur les deux côtés de la fente 501. Par ailleurs, les deux parties d'extré- mités longitudinales de la plaque support 500 (les parties d'extrémités de droite et de gauche, vues sur les figures 11 et 12) sont redressées vers le haut de manière à former les parties rabattues 505, 505. Il convient de remarquer que, bien que, dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, le nombre des rainures-de roulement de rouleaux charges et celui des rainures de roulement de rouleaux non charges soient tous deux de deux, le nombre de ces deux sortes de rainures peut être de trois ou plus de trois. Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, le corps de portée de la portée à rouleaux pour mouvement linéaire selon la présente invention présente des rainures de roulement des rouleaux chargés et des rouleaux non charges servant respectivement à guider les rouleaux charges et les rouleaux non chargés formées de telle manière qu'elles possèdent une largeur légèrement plus grande que la largeur ou dimension latérale des rou- leaux. En outre, le corps de portée est conçu pour guider les rouleaux à l'aide des deux surfaces latéra- les de chacune des rainures. De cette façon, chaque rouleau individuel est chargé uniformément sur toute sa circonférence, ce qui empêche le rouleau avec sécu- rité de se placer en biais. En outre, la partie support de charge est formée sur le corps de portée entre les rainures de roulement des rouleaux non chargés et la surface de la partie support de charge est placée sensiblement au même niveau que la surface du corps de portée sur le côté de ce corps o sont formées les rainures de roulement des rouleaux non chargés. De cette façon, toute charge qui est appliquée vertica- lement aux rouleaux chargés est supportée par les deux parties latérales du corps de portée et par la partie support de charge. Le corps de portée peut donc ainsi posséder une rigidité grâce à laquelle il est capable de porter de lourdes charges d'une façon satisfaisante. En conséquence, le corps de portée est avantageusement empêché de se gauchir ou de se déformer, ce qui a avantageusement pour effet de stabiliser la dimension mesurée entre face inférieure du corps de portée et la face supérieure des rouleaux chargés. Ceci assure une grande précision à la portée à rouleaux. En outre, grace au fait que la plaque de retenue est montée sur le corps de portée, les rouleaux chargés logés dans les rainures de roulement des rouleaux charges formées dans la surface supérieure du corps de portée sont avantageusement empêchés de s'échapper des rainures de roulement, grâce aux parties cambrées formées parallèlement aux bords des fentes formées dans la plaque de retenue. En outre, il est possible de positionner la plaque de retenue avec précision par rapport au corps de portée grâce aux parties rabattues respectivement formées aux extrémités longi- tudinales de la plaque de retenue. En outre, grâce au fait que le corps de portée porte la plaque support qui recouvre les rainures de roulement des rouleaux non charges, les rouleaux dis- posés dans les rainures de roulement des rouleaux non charges sont hermétiquement enfermés par la plaque support, de sorte qu'il est possible d'éviter la péné- tration de poussières extérieures dans les rainures de- roulement des rouleaux non charges, ainsi que de rete- nir de l'huile lubrifiante à l'intérieur des rainures de roulement. En outre, la présence de la plaque support permet avantageusement de supprimer la transmission à l'exté- rieur des bruits qui sont engendrés, par exemple, par le contact entre les rouleaux adjacents à l'intérieur des rainures de roulement des rouleaux non charges. REVENDICATIONS 1. Portée à rouleaux pour mouvement linéaire, du type comprenant: un corps de portée (100) dont les surfaces latérales opposées sont respectivement munies d'un passage de roulement des rouleaux chargés et d'un passage de roulement des rouleaux non chargés qui s'étendent dans la direction longitudinale dudit corps de portée (100); une paire de chapeaux d'extrémités (301, 302) respectivement fixes aux deux extrémités longitudinales dudit corps de portée (100), chacun desdits chapeaux d'extrémités (301, 302) présentant un passage de renvoi des rouleaux qui relie lesdits passages de roulement des bouleaux charges et de rou- lement des rouleaux non charges, et une multiplicité de rouleaux (200) disposés dans lesdits passages de roulement des rouleaux charges et de roulement des rouleaux non charges, caractérisée en ce que ledit passage de roulement de rouleaux charges comprend deux ou plus de deux rainures parallèles de roulement des rouleaux charges (101, 102), dont chacune possède une profondeur inférieure au diamètre desdits rouleaux ; ledit passage de roulement des rouleaux non charges comprend deux ou plus de deux rainures paral- lèles de roulement des rouleaux non charges (103, 104) dont chacune possède une profondeur supérieure au diamètre desdits rouleaux (200); et une partie sup- port de charge (111) est formée sur ledit corps de portée (100) entre les rainures adjacentes de roule- ment des rouleaux non charges (103, 104), ladite partie de portée (111) présentant sa surface sensiblement au même niveau que la surface du corps de portée (100) sur le côté o sont formées les rainures de roulement des rouleaux non charges (103, 104). 2. Portée à rouleaux pour mouvement linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une plaque de retenue (400) montée sur la surface dudit corps de portée (100), sur le côté de ce corps o sont formées lesdites rainures de roule- ment des rouleaux chargés (101, 102), ladite plaque de retenue présentant une pluralité de fentes (402, 403) respectivement formées dans des positions dans les- quelles elles font face auxdites rainures de roulement des rouleaux charges (101, 102), lesdites fentes (402, 403) s'étendant dans la direction longitudinale de ladite plaque de retenue (400) et ayant une largeur légèrement plus petite que la largeur ou dimension latérale desdits rouleaux (200), et ladite plaque de retenue (400) présentant en outre des parties cambrées (404, 405) destinées à empêcher lesdits rouleaux (200) de s'échapper, lesdites parties cambrées étant formées respectivement le long des bords de chacune des fentes (402, 403') dans la direction longitudinale de ces dernières. 3. Portée à rouleaux pour mouvement linéaire selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une plaque support (500) servant à guider lesdits rouleaux (200), qui est montée sur la surface dudit corps de portée (100), sur le côté de ce corps o sont formées lesdites rainures de roule- ment des rouleaux non charges (103, 104). 4. Portée à rouleaux pour mouvement linéaire possédant un corps de portée, caractérisée en ce que ledit corps de portée (100) possède une pluralité de rainures parallèles (101, 102) de roulement des rou- leaux charges et une pluralité de trainures parallèles (103, 104) de roulement des rouleaux non charges, formées respectivement dans les surfaces latérales opposées dudit corps de portée (100) de manière à s'étendre dans la direction longitudinale dudit corps de portée (100); lesdites rainures (101, 102) de roulement des rouleaux charges présentent une profon- deur inférieure au diamètre des rouleaux (200) qui y sont logés; lesdites rainures (103, 104) de roulement des rouleaux non chargés possèdent une profondeur supé- rieure au diamètre des rouleaux (200) qui y sont logés; et une partie support de charge (111) est formée sur ledit corps de portée (100) entre les rainures adjacen- tes (103, 104) de roulement des rouleaux non chargés2 ladite partie support de charge (101) présentant sa surface sensiblement au même niveau que la surface dudit corps de portée (100), sur le côté o sont for- mées lesdites rainures (103, 104) de roulement des rouleaux non chargés.