Brevet FR2614381A1 — publié le 19881028

La présente invention a pour objet une cage à billes d'écrou à billes en matière synthétique pour ensemble d'entrainement du type vis/écrou, constituée d'une douille cylindrique comportant des logements de billes constitués par des perforations radiales cylindriques, de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes, reparties sur au moins une hélice correspondant à la rainure, respectivement aux rainures hélicoïdales de la vis et destinées à recevoir chacune une bille suscep- tible de tourner librement dans son logement en coopé- rant avec la rainure, respectivement les rainures héli- coidales de la vis pour solidariser l'écrou et la vis. De tels ensembles vis/écrou sont utilisés par exemple pour l'entrainement de portes et de portails. Dans. les ensembles vis/écrou connus, les billes sont retenues dans leur cage d'une part par la vis et d'autre part par un manchon cylindrique entourant la cage à billes, ce manchon pouvant faire partie intégrante de l'élément à entraîner, par exemple une porte ou un portail. Pour mettre en place les billes dans leur logement, il est indispensable que la cage à billes soit montée sur la vis. En outre, meme si la vis est maintenue vertica- lement, les billes ont tendance à sortir de leur logement et pour les retenir, le temps de monter le manchon, il est d'usage de mettre de la graisse dans les logements. Malgré cette mesure, il n'est pas rare que des billes s'échappent de leur logement. En outre, la graisse utilisée à cet effet présente une viscosité élevée qui n'est pas toujours compatible avec l'application. D'autre part, lorsqu'on doit démonter un tel entraînement vis/écrou, c'est-à-dire si on doit retirer la vis de la cage à billes, les billes vont s'échapper de la cage, avec les conséquences que l'on peut aisément imaginer. Pour la même raison, il n'est bien entendu pas possible d'avoir en stock des cages à billes seules munies de leurs billes. L'invention a pour but de réaliser une cage à billes dans laquelle les billes sont retenues sans l'aide de la vis, ni d'un manchon extérieur. A cet effet, la cage à billes selon l'invention est ca- ractérisée en ce que la surface interne de la cage pré- sente une surépaisseur de matière en forme de cordon s'étendant le long de chaque hélice sur laquelle sont disposées des perforations, sur ces perforations, et que la surface cylindrique des perforations présentent, à son intersection avec ledit cordon, un rétrécissement et, à son extrémité extérieure, des aspérités, de telle sorte que la bille, une fois introduite à force dans son logement, est retenue dans son logement par ce rétrécissement et ces aspérités. Etant donné que la cage à billes est dans tous les cas destinée à être montée dans un manchon ou dans un trou cylindrique, les aspérités des extrémités extérieures des perforations cylindriques n'ont pas d'autre effort à supporter que le poids des billes lors de la mise en place de celles-ci. Deux ou trois petites aspérités sont tout à fait suffisantes à cet effet et la faible résistance qu'elles offrent à l'insertion des billes dans les perforations peut être vaincue par une simple pression du doigt. Les rétrécissements intérieurs des perforations sont de préférence de forme sphérique, de rayon voisin de celui des billes, mais ils pourraient être également coniques ou pyramidaux. La mise en place des billes dans la cage peut se faire en l'absence de la vis, sans graisse et sans précau- tions particulières. Elle peut être facilement automa- tisée. Il est ainsi possible d'avoir en stock des cages munies de leurs billes et prêtes à être montées sur une vis. Lors de ce montage, les extrémités des cordons hélicoidaux servent de guidage aux rainures de la vis, de telle sorte que ces rainures viennent immédiatement se placer en face des billes. Les cordons empêchent en outre que la rotation de la vis dans la cage à billes ait un effet de came susceptible de chasser les billes hors de leur logement. Par conséquent la cage à billes peut être montée sur la vis en l'absence d'un manchon extérieur. Le démontage de l'ensemble vis/écrou peut bien entendu se faire sans risque que les billes s'échappent de la cage. Dans le cas d'une exécution en matière synthétique la cage selon l'invention peut être obtenue facilement par moulage sans usinage complé- mentaire. Dans un ensemble vis/écrou comprenant une cage à billes selon l'invention, la section des cordons est de préfé- rence complémentaire de celle des rainures de la vis. Le dessin annexé représente à titre d'exemple, une forme d'exécution de linvention. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un ensemble vis/écrou comportant une cage à billes selon l'in- vention. La figure 2 est une coupe partielle selon II-II de la figure 1. L'ensemble vis/écrou représenté au dessin, comprend une cage à billes 1 en forme de douille cylindrique en ma- tière synthétique logée dans un manchon cylindrique 2 dans lequel elle est retenue à une extrémité par une épaulement 3 et à l'autre extrémité par une bague fen- due 4 montée dans une gorge de la cage 1. Comme indiqué par les parties interrompues 5 et 6, le manchon 2 fait partie d'un élément non représenté qui pourrait être par exemple une pièce de liaison à un portail. La cage 1 est munie de perforations radiales' telles que 7 et 8 disposées le long de quatre génératrices angulairement équidistantes et contenant chacune une bille telle que 9 et 10 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de la perforation cylindrique et de telle sor-- te que les billes peuvent tourner librement dans ces perforations. Les perforations sont en outre réparties sur une hélice correspondant à la rainure hélicoidale 11 d'une vis sans fin 12 autour de laquelle est montée la cage à billes 1. La rainure 11 présente un profil en arc de- cercle de diamètre correspondant au diamètre des billes. Chaque bille peut tourner librement dans son logement formé par la perforation de la cage 1, la rai- nure 11 de la vis et la paroi intérieure du manchon 2. La surface interne de la cage 1 présente une surépais- seur en forme de cordon 13 s'étendant le long de l'hé- lice sur laquelle sont disposées les perforations 7 et 8, c'est-à-dire sur une hélice coïncidant avec la rainure hélicoïdale 11 de la vis 12. Ce cordon 13 pré- sente une section en demi-cercle de rayon légèrement inférieur aux rayons des billes et de la section de la rainure 11, et dont le centre est donc situé sur l'axe de chaque perforation. L'intersection de chaque perfo- ration avec le cordon 13 présente un rétrécissement 14 en forme de zone sphérique de rayon sensiblement égal au rayon de la bille. L'extrémité extérieure de chaque perforation située du côté du manchon 2 présente quatre aspérités 15, 16, 17 et 18 réparties sur le pourtour de la perforation. Les dimensions de ces aspérités sont telles que les billes peuvent être introduites de l'ex- térieur dans les perforations par pression en compri- mant les aspérités, les billes, une fois dans leur logement, étant empêchées de ressortir par lesdites aspérités. La cage à billes en matière synthétique étant obtenue par moulage par injection, les orifices radiaux 7 et 8 sont obtenus au moyen de tiges mobiles latérales dont les extrémités sont arrondies de manière à former les rétrécissements 14. Les aspérités 15 à 18 sont formées par des creux prévus sur les tiges. La faible dimension de ces aspérités permet sans autre le retrait des tiges, lors du démoulage, par écrassement élastique des aspérités. Les cordons sont obtenus au moyen d'une broche à dévissage ou d'un éjecteur tubulaire tournant. Les billes sont introduites à force dans les perfora- tions de la cage 1, en comprimant les aspérités 15 à 16. Elles viennent buter contre le rétrécissement 14, sans qu'il soit nécessaire que la cage soit montée sur une vis sans fin. La pression du doigt est suffisante. L'introduction des billes dans leur logement peut être facilement automatisée. La cage à billes peut alors être stockée avec ses billes sans que les billes risquent de s'échapper de la cage. Le montage d'une telle cage à billes sur une vis sans fin 12 peut se faire avant ou après le montage de la cage à billes dans son manchon 2. Le cordon hélicoidal 13 sert de pas de vis de guidage pour l'introduction de la vis dans la cage à billes, de telle sorte que la rainure 11 de la vis se trouve à coup sûr en face des billes. En l'absence du manchon 2, lors du montage ou du démontage de l'ensemble vis/écrou, le cordon 13 empêche les billes d'être repoussées hors de leur logement par un effet de came de la vis. Il n'y a donc aucun risque qu'une bille s'échappe de son logement. L'invention est bien entendu susceptible de nombreuses variantes d'exécution. Le nombre de rangées de billes peut être différent de quatre. Les billes seront toutefois de préférence réparties sur au moins trois génératrices. Le nombre des aspérités 15 à 18 peut être quelconque. La douille pourra comporter plusieurs cor- dons 13, en nombre égal au nombre de rainures hélico - dales de la vis. Le rétrécissement 14, de préférence de forme sphérique, pourrait avoir une autre forme, par exemple conique La cage à billes peut être exécutée en toute matière. Dans une exécution en métal, les aspéri- tés 15 à 18 pourraient être obtenues par repoussage de la matière du bord de la perforation. REVENDICATIONS 1. Cage à billes d'écrou à billes pour ensemble d'entrainement du type vis/écrou constituée d'une douille cylindrique (1) comportant des logements de billes constitués par des perforations radiales cylin- driques (7, 8), de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes (9, 10), réparties sur au moins une hélice correspondant à la rainure, respectivement aux rainures hélicoïdales de la vis et destinées à recevoir chacune une bille (9, 10) susceptible de tourner libre- ment dans son logement en coopérant avec la rainure, repectivement les rainures hélicoidales de la vis pour solidariser l'écrou et le vis, caractérisée en ce que la surface intérieure de la cage (1) présente une surépaisseur de matière en forme de cordon (13) s'étendant le long de chaque hélice sur laquelle sont disposées les perforations (7, 8), sur ces perfora- tions, et que la surface cylindrique des perforations présente, à son intersection avec ledit cordon, un rétrécissement (14) et, à son extrémité extérieure, des aspérités (15 à 18), de telle sorte que la bille une fois introduite à force dans son logement, est retenue dans son logement par ce rétrécissement et ces aspérités. 2. Cage à billes selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit cordon (13) présente une section en arc de cercle et que ledit rétrécissement (14) est de forme sphérique de rayon sensiblement égal à celui de la bille. 3. Ensemble vis/écrou dont la vis est munie d'au moins une rainure hélicoïdale (11) et dont l'écrou comporte une cage à billes cylindrique (1) en matière synthéti- que comportant des perforations radiales (7, 8) répar- ties sur l'hélice correspondant à la rainure hélicoi- dale de la vis et contenant chacune une bille (9, 10) pouvant tourner librement dans son logement, en prise avec la rainure de la vis, caractérisé en ce que la surface interne de la cage à billes présente au moins une surépaisseur en forme de cordon (13) s'étendant le long de l'hélice sur laquelle sont disposées les perfo- rations, en face de ces perforations et dans la rainure de la vis, la section de ce cordon étant complémentaire de celle de la rainure, et que la surface cylindrique des perforations présentent à son intersection avec le cordon, un rétrécissement de forme sphérique (14) de rayon sensiblement égal à celui de la bille et, à son extrémité extérieure, des aspérités (15 à 18), de telle sorte que la bille est retenue dans son logement par ce rétrécissement et ces aspérités.