Brevet FR2605369A1 — publié le 19880422

ROULEMENT LINAIRE A GALETS L'invention concerne un roulement lineaire à galets destiné a 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 utilisés par exemple pour des tables de machines-outils. Des roulements de ce type sont décrits dans le brevet français n7315635. Ils comportent un bloc central de forme générale parallelépipédique dans lequel un chemin de circulation des rouleaux fait le tour du bloc. des sillons étant fraisés de part et d'autre du chemin de roulement pour permettre le guidage des rouleaux pendant leur circulation et leur recyclage. Ces roulements présentent des inconvénients qui sont a) La difficulté de recyclage des rouleaux ou aiguilles, b > Un phénomène de mouvement oscillatoire engendré par l'écrasement et la décompression des aiguilles ou rouleaux à chaque présentation ou échappement de la zone active entre le corps du roulement et la surface de roulement, c > La non compensation des défauts de surface des glissières sur lesquelles les rouleaux circulent, en particulier aux intersections des différents éléments mis bout à bout, lors d'une grande course, d) La difficulté d'alignement des rouleaux ou aiguilles par rapport à la surface de la charge, e > L'impossibilité d'utiliser ces roulements sur des surfaces courbes (concaves, convexes ou alternées). L'invention vise a palier ces inconvenients en créant un roulement du type précité qui puisse d'une part fonctionner sans écrasements des aiguilles ou rouleaux et donc sans oscillations et d'autre part dans une forme particulière de réalisation, compenser les défauts des surfaces sur lesquelles s'appuient les aiguilles,etre utilisable sur des surfaces courbes et compenser un défaut d'alignement des rouleaux du a un guidage latéral insuffisamment précis. Ce but est atteint selon l'invention pour un roulement du type comportant une série de rouleaux ou aiguilles circulant à la périphérie d'un bloc central de forme générale parallelépipédique, lequel est pourvu de deux surfaces latérales de guidages délimitant le chemin de roulement des aiguilles caractérisé par le fait que le bloc central est pourvu à sa partie supérieure d'au moins un logement de forme partiellement cylindrindrique à bords arrondis, qu'une plaque de fermeture, épousant la forme extérieure du bloc central à I'exception de sa partie supérieure, maintient les aiguilles contre le corps tout en assurant leur libre circulation et qu'un rouleau porteur, ou galet, est disposé et maintenu dans le logement cylindrique , afin de répartir sur les aiguilles circulant entre lui et la surface du logement la pression de la masse qu'il supporte. De préférence le guidage des aiguilles sur la face du corps central non couverte par la plaque de fermeture est réalisé par des guidages complémentaires rapportés, ou usinés sur le flasque, situés de part et d'autre de chaque galet. Selon une réalisation particulière de l'invention, le roulement 'comporte au moins deux logements et deux galets. Dans une autre réalisation particulière de l'invention, le corps central est monté oscillant autour de deux têtons ou d'un axe traversant sur les deux surfaces de guidage réalisées sous forme de flasques reliés rigidement entre eux. Le corps central comporte deux logements dans lesquels peuvent tourner deux galets dont les axes sont guidés dans des rainures, coaxiales aux têtons, des faces internes des flasques afin d'accompagner le corps dans son pivotement autour des tétons. L'invention sera mieux comprise au moyen d'exemples de réalisation décrits ci-après et représentés sur le dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe d'un roulement selon l'invention avec un seul galet. La figure 2 est une vue en coupe d'un roulement selon l'invention avec trois galets. La figure 3 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 4 représente une vue en perspective du bloc central selon la figure 3. La figure 5 représente une vue partiellement éciatee du roulement selon une autre forme de réalisation. Le roulement representé sur ia figure 1 comporte un bloc l de forme générale paraiiéiepipéaique à bords arrondis dont une face, ia face supérieure sur la figure 1, est pourvue d'un logement concave 2 ayant une surface partiellement cylindrique dont les bords sont arrondis pour le raccordement à la surface du bloc. De part et d'autre du bloc central 1 le roulement comporte des surfaces de guidage 3 formées par des flasques rapportes ou d'une seule pièce avec le bloc central. La surface périphérique du bloc 1 sert de chemin de roulement à des aiguilles 4 à bouts arrondis pouvant y circuler librement, les surfaces 3 servant à délimiter latéralement ce chemin de roulement. Les aiguilles 4 sont maintenues contre le chemin de roulement par une plaque de fermeture 5 en acier a ressort épousant la forme extérieure du bloc central 1 à l'éxception de sa partie supérieure. Un rouleau ou galet porteur ô de diamètre très supérieur à celui des aiguilles est monté à rotation coaxialement dans le logement 2, de façon à s'appuyer sur les aiguilles 4 circulant dans le logement 2 pendant sa rotation et leur transmettre la pression qu'il reçoit de la charge qui circule en s' appuyant sur lui. Le galet porteur 6 est maintenu dans le logement 2 par un guidage de son axe sur les flasques 3. Afin de maintenir les aiguilles circulant sur la surface supérieure du bloc avant le logement , deux pièces de fermeture 7 sont disposées de part et d'autre du galet porteur 6, et dont la surface inférieure, par rapport a la figure, complète la surface de guidage de la plaque de fermeture jusqu'au galet 6. Le roulement selon la figure 1 présente les avantages suivants: - L'application de la force transmise par une masse en mouvement sur le roulement se fait sur un seul galet 6 de celui-ci. Ce galet de fort diamètre résiste mieux à l'écrasement que les aiguilles. Grace a sa disposition dans le logement, cette force est répartie sur la partie de la surface du galet 6 se trouvant dans le logement 2 et est décomposée en autant de forces, plus faibles, que d'aiguilles présentes entre le galet 6 et la surface du logement 2. Le problème du mouvement oscillatoire engendré par l'écrasement et la Qecompression des galets est résolu de ce fait car le galet 6 absorbe la plus grande partie de ces oscillations et le nombre d'aiguilles est plus important (contact sur un tiers de la périphérie du galet au lieu d'un contact ponctuel). La recirculation des aiguilles 4 se fait sans nécessiter des moyens de guidage particuliers tels que des billes ou des têtons dans des rainures latérales situées sur les parois de guidage, comme dans le brevet précité. Les aiguilles du roulement selon l'invention se déplacent sans contrainte dans l'espace crée entre le corps 1 et la plaque 5. - Seule la surface du logement 2 doit être usinée avec précision. - Les points de contact étant multipliés, un tiers environ de la periphérie des galets 6 est en liaison permanente avec le corps 1, ramenant ainsi à une valeur infinitésimale négligeable les erreurs de précision dues aux défauts de circularite des galets et des aiguilles. Le roulement peut être employé pour supporter une masse présentant une surface courbe (concave, convexe ou alternée > puisque l'appui se fait sur un seul galet. Quelque soit le nombre de roulements employas, l'alignement des galets 6 sur une même surface est facilement obtenue du fait que, les galets 6 n'appartenant pas au même roulement, on peut régler la position des roulements les uns par rapport aux autres. Cet avantage permet d'usiner les roulements avec de plus grandes tolerances. Si i'on peut renoncer, dans une application, a une grande precision c alignement, la forme de réalisation se-lon la figure 2, ou le roulement comporte trois galets piaces dans trois logements 2 du bloc 1 peut être utilisée. La plupart des problèmes résolus précedemment le sont également, de plus l'alignement des trois galets 6 de fort diamètre est plus facile à réaliser au montage que celui de plusieurs galets de faible diamètre. Dans la forme de réalisation selon les figures 3 et 4, le roulement comporte deux logements 2 et deux galets 6, un rouleau 8 ae plus faibie diamètre étant situé entre les deux galets de fort diamétre 6 afin de compléter le guidage des aiguilles 4 entre les galets 6, la ou il n'y a pas de plaque de fermetures 5. Le corps 1 est monté oscillant par des tétons 10 sur deux flasques formant les surfaces de guidages 3 et qui sont réunis rigidement entre eux. Afin de maintenir les galets 6 coaxialement aux logements 2 du corps 1 lors d'un basculement de celui-ci, les axes des galets 6 et du rouleau 8, matérialisés par des billes tournant dans une empreinte tétraédrique du galet, peuvent glisser dans des rainures en arc de cercle pratiquées dans les flasques, sur leur 'face intérieure,centrées sur les axes des têtons 10 en faisant un arc d'environ so Grace au montage oscillant du corps i et des galets 6, le roulement selon l'invention présente outre les avantages précédents, celui de pouvoir compenser les irrégularités de surface de la masse circulant sur les galets.En effet, si le point de contact de l'un des galets avec la masse en mouvement n'est pas aligné avec les autres points de sa surface circulant sur les roulements, le galet concerné se décale vers le haut ou vers le bas pour rester en appui et transmet son mouvement par l'intermédiaire des aiguilles au corps central 1 qui pivote sur ses têtons 10 avec les aiguilles 4 et la plaque 5. De ce fait, la masse en mouvement est toujours en appui sur les deux galets 6. En variante de l'exemple de réalisation prédement décrit, on peut concevoir un roulement comportant plusieurs corps 1 et plusieurs paires de galets oscillants, le pivotement des corps 1 permettent toujours de rattraper les défauts de surface de la masse en mouvement supportée par le roulement. Selon une autre forme de réalisation particulière du roulement monté au? figures 5 et 4 que l'on a représenté à la figure 5, les extrémités des flasques 3 peuvent être reliées par des embouts li pourvus de tétons 12 dont l'axe est situé dans le plan médian longitudinal, Les tétons 12 sont montes à rotation dans des paliers 13 de fixation du roulement permettant un basculement en roulis, Les paliers 13 dépassent légèrement au dessous des flasques 3 afin de permettre ce basculement. Grâce à cette réalisation , les galets peuvent basculer en tangage et en roulis ce qui permet de compenser les irrégularités de surfaces et tous les défauts d'alignement entre les deux masse en mouvement. Toutefois, ce système de basculement en roulis peut être utilisé pour les roulements selon les figures 1 et 2. REVEDICATIOS 1. Roulement linéaire du type comportant une série de rouleaux ou aiguilles circulant à la périphérie d'un bloc central de forme générale parallelépipédique, lequel est pourvu de deux surfaces latérales de guidage délimitant le chemin de roulement des aiguilles caractérisé par le fait que le bloc central -(1) est pourvu à sa partie supérieure d'au moins un logement (2 > de forme partiellement cylindrique å bords arrondis, qu'une plaque de fermeture (5), épousant la forme extérieure du bloc central, a l'exception de sa partie supérieure. maintient les aiguilles (4) contre le corps tout en assurant leur libre circulation et qu'un rouleau porteur ( > , ou galet, est disposé et maintenu coaxialement dans le logement cylindrique (2 > , afin de repartir sur les aiguiles (4), circulant entre lui et la surface du logement, la pression de la masse qu'il supporte. 2. Roulement selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le guidage des aiguilles sur la face du corps central . 3. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le roulement comporte au moins deux logements et deu galets (6 > . 4. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le corps central est monté oscillant autour de deux tétons (10 > sur les deux surfaces de guidages C3) réalisés sous forme de flasques reliés rigidement entre eux, l'axe du galet étant guidé dans une rainure en arc de cercle, concentrique avec les tétons (l?, des faces internes des flasques afin d'accompagner le corps (1) dans son pivotement autour des têtons C10). 5. Roulement selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le corps central comporte deux logements (2 > dans lesquels peuvent tourner deux galets (6) dont les axes sont guidés dans des rainures (9), coaxiales aux têtons (10), des faces internes des flasques, afin d'accompagner le corps (1 > dans son pivotement autour des tétons (10). 6. Roulement selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'un rouleau intermédiaire (8) est disposé entre les galets (6) de manière à assurer la recirculation des aiguilles entre les galets, son axe étant également guidé dans les rainures f9) 7. Roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté oscillant sur deux flasques (13) situes à ses extrémités au moyen de têtons (12 > fixés sur des embouts (11) reliant les flasques (3) aux deux extrémités du roulement, l'axe des têtons étant situé dans le plan médian longitudinal du roulement.