Brevet FR2605368A1 — publié le 19880422

ROULEMENT LINEAIRE A GALETS POURVU DE DISPOSITIFS DE REGLAGE L'invention concerne un roulement linéaire a galets destiné à être utilisé pour permettre le mouvement relatif de deux masses, sans friction, de façon que l'une des masses effectue un mouvement linéaire, rectiligne ou courbe, par rapport à l'autre, sans limitation de déplacement et avec une très grande précision. De tels roulements sont utilises par exemple pour des tables de machine-outils , mais la taille réduite permise par ia conception de ces roulements permet de les utiliser comme composants pour les micromécanismes Les principes connus à ce jour dans l'utilisation des roulements précités, font intervenir plusieurs composants permettant d'assurer - le déplacement rectiligne, - le déplacement suivant une courbe, - l'ajustage d'un intervalle entre les deux surfaces en mouvement, - la création d'une précharge sur le roulement pour éviter les phénomènes vibratoires, - l'immobilisation des deux masses en mouvement relatif après le déplacement. Ces cinq fonctions sont souvent nécessaires simultanément sur le même mécanisme, ce qui entraîne la mise en oeuvre de plusieurs composants, un pour chaque fonction. Cette exigence entraîne des montages complexes, volumineux et précis. Le but de l'invention est de supprimer ces inconvénients en réalisant un roulement combiné normalisant dans un seul produit tout ou partie des paramètres indispensables à la réalisation de mécanismes permettant le déplacement sans friction de deux masses l'une par rapport à l'autre. Ce but est atteint selon l'invention en ce que le roulement comporte une paire de galets de roulement de diamètre très supérieur à celui des aiguilles et s'appuyant sur celles-ci dans deux logements partiellement cylindriques pratiqués dans la face supérieure du corps pour lui transmettre la charge d'une pièce qui circule en s'appuyant sur eux, des moyens pour maintenir les aiguilles contre le corps sur ses trois autres faces et entre les galets et en ce que le bloc central est monté basculant sur les flasques au moyen de deux tétons coaxiaux (ou d'un axe traversant > , qui pénètrent chacun dans des alésages des flasques avec interposition d'au moins une pièce tubulaire concentrique aux alésages , les axes des galets étant guidés pendant le basculement pour les maintenir dans ses logements Selon l'invention les moyens pour maintenir les aiguilles contre le corps sont constitués par une plaque de fermeture entourant le corps sur trois faces et par un rouleau situé entre les galets de roulement, a diamètre plus faible, et dont l'axe est guidé pendant le basculement pour maintenir sa position relativement aux deux galets de roulement Selon une forme de réalisation de l'invention la pièce tubulaire est constituée par une bague ayant une capacité de déformation élastique permettant de compenser des irrégularités de surfaces transmises par les galets et assurer une précharge du roulement. Selon une autre forme de réalisation de l'invention la pièce tubulaire est constituée par un manchon dont l'alésage interne est décentré par rapport à l'axe de l'alésage des flasques et a un diamètre égal à celui des tétons , une collerette dépassant à l'extérieur des flasques permettant de faire tourner le manchon dans l'alésage de façon à faire varier la hauteur du corps par rapport aux flasques et à la base du roulement.La collerette de chacun des manchons montés sur les deux flasques est reliée rigidement aux extrémités des branches d'un étrier en U embrassant le roulement d'un côté et dont la partie intermédiaire est traversée par une vis verticale s'appuyant sur la base supportant le roulement et permettant de faire varier la hauteur de la branche par rapport à cette base et de régler ainsi la hauteur du bloc, grace à 1' excentration. Selon une troisième forme de réalisation l'un des flasques est mobile par rapport au premier et la pièce tubulaire placée dans l'un des flasques est constituée d'un manchon dont l'alésage intérieur est taraudé pour se visser sur un filetage correspondant du téton sur lequel il est centré de façon à ce qu'une rotation du manchon dans un sens resserre les flasques l'un contre l'autre, grâce à une collerette du manchon et à une bague, située à l'extrémité de l'autre téton et s'appuyant sur le second flasque, pour freiner et bloquer les galets de roulement et arrêter le mouvement Qe la pièce qui circule sur eux.La collerette est solidaire d'un levier dont l'autre extrémités est reliée à un système commandant la variation angulaire du levier pour bloquer ou débloquer le roulement. Selon une quatrième forme de réalisation la pièce tubulaire est constituée par deux manchons dont l'un, radialement extérieur, est pourvu d'un alésage excentré par rapport a l'axe du téton et l'autre situé dans l'alésage du premier est pourvu d'un taraudage corespondant à un filetage du téton du corps , chacun des manchons étant pourvu d'une collerette permettant de l'actionner en rotation. L'invention sera mieux comprise au moyen d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés dont La figure 1 est une vue partielle éclatée en perspective d'un roulement selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle en coupe selon l'axe de basculement du bloc central dans une première forme de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue identique à la figure 2 selon une seconde forme de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue identique aux figures 2 et 3 selon une troisième forme de réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue identique aux figures 2 à 4 selon une quatrième forme de réalisation de l'invention. La figure 6 est une vue de face du roulement selon l'invention montrant l'étrier d'actionnement du manchon. La figure 7 est une vue de côté du roulement selon la figure 6. Le roulement représenté sur la figure 1 comporte un corps 1 de forme générale parallélépipédique à bords arrondis dont une face, la face supérieure sur la figure 1, est pourvue de deux logements concaves 2 ayant une surface partiellement cylindrique dont les bords sont arrondis pour le raccordement à la surface du corps. Le corps central 1 comporte sur ses deux faces latérales deux tétons le coaxiaux grâce auxquels il est monte oscillant dans des alésages de deux flasques 3 situés de part et d'autre du corps 1, fixes l'un par rapport à l'autre, et servant de surfaces de guidage à des aiguilles 4 à bouts arrondis circulant librement sur la surface périphérique du corps 1 qui forme un chemin de roulement. Les surfaces de guidage des flasques 3 delimitent latéralement ce chemin de roulement. Les aiguilles 4 sont maintenues sur ce chemin de roulement par une plaque de fermeture 5 en acier à ressort épousant la forme extérieure du corps 1 à l'exception de sa partie supérieure. Deux rouleaux ou galets porteurs 6 de diamètre très supérieur à celui des aiguilles 4 sont montés à rotation dans les logements 2 de façon à être en contact avec les aiguilles 4 circulant dans les logements 2 pendant sa rotation et leur transmettre la pression qu'ils reçoivent d'une charge circulant en s'appuyant sur eux. Afin de maintenir les aiguilles 4 sur le chemin de roulement entre les galets 6, un rouleau 8 de plus faible diamètre dont l'axe est guidé sur les flasques à surface de guidage 3, est monté entre les galets 6. Afin de maintenir les galets 6 coaxialement aux logements 2 du corps 1 lors du basculement de celui-ci autour de l'axe des tétons 1, les axes des galets 6, et celui du rouleau 8, matérialisés dans l'exemple de réalisation par des billes tournent dans des empreintes tétraédriques des galets, peuvent évoluer dans des rainures en arc de cercle pratiquées dans les flasques sur leur face intérieure, et centrées sur les axes des tétons 1 en faisant un arc d'environ 90. Le montage des tétons 1 dans les alésages li des flasques 3 peut se faire de différentes manieres. Selon une première forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 2, ce montage se fait en incorporant entre l'alésage 11 et les tétons 1O, Far emmanchement, par collage ou par injection, une douille en une matière ayant une certaine capacité de compression. La douille 12 est maintenue axialement d'un coté par le corps 1 et de l'autre grâce à une rondelle 17 maintenue par une bague de sureté ou d'arrêt 16, ou clip, placé dans une rainure annulaire de l'extrémité du téton 1. Cette douille 12 en matériau compressible permet d'ajuster ia hauteur du roulement par rapport à la surface de la pièce qui doit circuler sur les galets sans avoir à effectuer un réglage de position du corps 1, les irrégularités de la surface de roulement étant en outre absorbées grâce à l'élasticité de la douille 12 conjuguée avec la possibilité de basculement du corps 1 lorsque les galets 6 transmettent une poussée différentielle due à ces irrégularités. La douille absorbe également les vibrations. Selon une seconde forme de réalisation representee à la figure 3, le montage des tétons 1 dans les flasques 3 se fait par l'intermédiaire d'un manchon 13 pourvu d'un alésage de diamètre correspondant à celui des tétons 1. L'axe de cet alésage est excentré par rapport à l'axe de l'alésage 11 du flasque 3 dans lequel se trouve le manchon 13. Le manchon 13 comporte, à l'extérieur des flasques le, une collerette 15 lui servant d'appui sur le bord du flasque 3, et est maintenu axialement grâce à un clip 16.Les manchons 13 de part et d'autre du corps 1 sont alignés et reliés par leur collerette 13 aux extrémités libres des branches d'un étrier 16 (figure 6) embrassant le roulement d'un côté et dont la branche intermédiaire est traversée verticalement par une vis 17 qui permet en s'appuyant sur la base recevant le roulement de régler la position angulaire de l'étrier 16 et donc des manchons 13 (figure 7 > . Comme le montre la figure 6, la liaison des collerettes 13 avec les branches de l'étrier 16 se fait grâce à une denture présente sur la périphérie des collerettes et coopèrent avec une denture interne correspondante d'un évidement pratiqué dans l'extrémité des branches de l'étrier 16. Selon une troisième forme de réalisation représentée à la figure 3, le montage des tétons îe dans les flasques 3 se fait d'un côté sans interposition d'une piece éntre le téton îe et le flasque 3 et, de l'autre côté, par l'intermédiaire d'un manchon 14 pourvu d'un alésage taraudé. Le téton 1' est alors pourvu d'un filetage correspondant au taraudage du manchon 14. Le flasque 3 est mobile par rapport au flasque 3' portant le manchon 14, et le téton îe le traversant est pourvu d'une bague d'arrêt 18 limitant le mouvement axial du flasque 3 par rapport au téton 1. La rotation du manchon 15 dans un sens va occasionner un rapprochement des flasques 3 et 3' par vissage du manchon 15 sur le téton île', le flasque 3 étant tiré par la bague 18 du téton 1. La course du flasque 3 vers le flasque 3' correspond au jeu entre les faces internes des flasques et les extrémités des galets 6. Ce jeu étant rattrapé, les flasques freinent les galets, arrêtent leur rotation et bloquent par voie de conséquence le mouvement de la pièce qui se deplace sur eux. Le rapprochement des flasques, et donc le blocage du roulement, peut être obtenu grâce à un levier solidaire de la collerette 15 du manchon 14 commandé par tout moyen connu. Selon une quatrième forme de réalisation représentée à la figure 5, le roulement selon l'invention comporte en combinaison le manchon 13 de la figure 3 et le manchon 14 de la figure 4 d'un côté et uniquement le manchon 13 de l'autre côté. Dans ce cas, le réglage en hauteur du corps 1 sera obtenu grâce à l'étrier 16 (figures 6, 7) agissant sur la collerette 15 des deux manchons 13 et le blocage ou le déblocage du roulement sera obtenu grace à un levier agissant sur la collerette 15' du manchon 14, decalé axialement vers ltextérieur par rapport à l'étrier 16. Grâce à l'invention, on résout dans les quatre exemples de réalisation le problème du déplacement rectiligne , celui du déplacement selon une courbe et la compensation des irrégularités de la pièce circulant sur les roulements. Ceci est obtenu grâce au bloc central basculant 1 et aux deux galets 16, Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, on peut-assurer une précharge sur le roulement pour éviter les phénomènes vibratoires, cette précharge étant absorbée par la bague 12 en matière élastiquement déformable, grâce à la réalisation selon la figure 3. L'intervalle entre les deux surfaces en mouvement peut être ajusté, de même que la précharge. Grâce à la réalisation selon la figure 4, on peut bloquer le mouvement des galets 6 lors de l'arrêt de la machine. Cela empêche la poursuite du mouvement relatif des masses due à l'inertie de celle en mouvement, à l'instant où la machine est arrêtée. Enfin, grâce à la réalisation selon la figure 5, les cinq fonctions évoquées plus haut sont remplies. REVEID T CATI GIS 1. Roulement linéaire du type constitué d'un corps central de forme générale parallélépipédique flanqué de deux flasques latéraux, dont l'un au moins est fixe, formant surface de guidage pour des aiguilles circulant librement autour du corps central, caractérisé par le fait qu'il comporte une paire de galets de roulement (6 > de diamètre très supérieur à celui des aiguilles (4) et s'appuyant sur celles-ci dans deux logements (2 > partiellement cylindriques pratiqués dans la face supérieure du corps (1) pour lui transmettre la charge d'une pièce qui circule en s'appuyant sur eux, des moyens et en ce que le corps central est monté basculant sur les flasques (3 > au moyen de deux tétons (1 > coaxiaux (ou d'un axe traversant > , qui pénètrent chacun dans des alésages (11 > des flasques (3 > avec interposition d'au moins une pièce tubulaire (12, 13, 14 > concentrique aux alésages, les axes des galets (6 > étant guidés pendant le basculement pour les maintenir dans ses logements (2 > . 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour maintenir les aiguilles contre le corps (1) sont constitués par une plaque de fermeture (5 > entourant le corps (1 > sur trois faces et par un rouleau situe entre les galets de roulement (6 > , de diamètre plus faible, et dont l'axe est guidé pendant le basculement pour maintenir sa position relativement aux deux galets de roulement (6 > . 3. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire est constituée par une bague (12 > ayant une capacité de déformation élastique permettant de compenser des irrégularités de surfaces transmises par les galets (6 > . 4. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire (13) est constituée par un manchon dont l'alésage interne est décentré par rapport à l'axe de l'alésage (ll) des flasques et a un diamètre égal å celui des tétons (1), une collerette (15 > dépassant a l'extérieur des flasques (3) permettant de faire tourner le manchon (13) dans l'alésage (11) de façon à faire varier la hauteur du corps (1) par rapport aux flasques (3) et à la base recevant le roulement. 5. Roulement selon la revendication ' 4, caractérisé par le fait que la collerette montés sur les deux flasques (3) est reliée rigidement aux extrémités des branches d'un étrier C16 > en U embrassant le roulement d'un côté et dont la partie intermédiaire est traversée par une vis 6.Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérise par le fait que l'un des flasques C3) est mobile par rapport au premier (3; et que la pièce tubulaire placée dans l'un des flasques est constituée d'un manchon (14) dont l'alésage intérieur est taraudé pour se visser sur un filetage correspondant du téton (le) sur lequel il est centré de façon à ce qu'une rotation du manchon dans un sens resserre les flasques (3, 3'? liun vers l'autre grâce à une collerette 7. Roulement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la collerette (14) est solidaire d'un levier dont l'autre extrémité est reliée a un système commandant la variation angulaire du levier pour bloquer ou débloquer le roulement. 8. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire est constituée par deux manchons dont l'un, radialement extérieur, est pourvu d'un alésage excentré par rapport à l'axe du téton (1 > et l'autre situé dans l'alésage du premier est pourvu d'un taraudage corespondant à un filetage du téton (1') du corps (1) , les deux manchons étant pourvus d'une collerette permettant de les actionner en rotation.