Brevet FR2619606A1 — publié le 19890224

ROULEMENT A ELEMENTS ROULANTS CROISES ET PROCEDE DE FABRICATION DE CE ROULEMENT La présente invention se rapporte à un roulement à éléments roulants croisés du type fréquemment utilisé dans les parties oscillantes, articulées ou tournantes de manipulateurs des robots industriels, ainsi que dans des dispositifs médicaux, et à un procédé de fabrication de ce roulement à éléments roulants croisés. Dans les roulements à éléments roulants croisés con- nus dans la technique, tel que celui représenté sur la fi- gure 6, une bague extérieure 1 est munie, sur sa circon- férence intérieure 2, d'une gorge intérieure en V 3 qui s'étend dans la direction circonférentielle et s'ouvre vers l'intérieur, et la bague intérieure 4 est munie, sur sa circonférence extérieure 5, d'une gorge extérieu- re en V 6 qui s'étend dans la direction circonférentiel- le et fait face à la gorge intérieure en V 3. La bague extérieure 1 est composée de deux éléments la et lb qui sont séparés le long de la ligne 3c formant le fond de la gorge intérieure en V 3. Pour l'assemblage du roule- ment à éléments roulants croisés, on place des éléments roulants 7, tels que des rouleaux cylindriques ou des billes, ainsi que des organes de retenue/entretoises, non représentés, entre la gorge extérieure en V 6 de la bague intérieure 4 et l'un, la ou lb_, des éléments de la bague extérieure. Ensuite, on place l'autre élément, lb ou la, de la bague extérieure entre la bague intérieure 4 et le premier élément, la ou lb, de la bague extérieu- re. Ces éléments appairés la et lb de la bague extérieu- re s'adaptent l'un sur l'autre au niveau de leurs faces complémentaires 8a et 8b et on les fixe au moyen de vis 9a et d'écrous 9b. Toutefois, dans le roulement à éléments roulants croisés construit de cette façon,et conforme & la techni- que antérieure, les éléments appairés la et lbqui compo- sent la bague extérieure 1, sont usinés séparément l'un de l'autre. Ceci nécessite d'usiner séparément l'une de l'autre les faces complémentaires 8a et 8b qui doivent être appliquées l'une sur l'autre pour l'assemblage. Il est très difficile d'usiner les faces complémentaires 8a et 8b, par des opérations séparées, avec une précision suffisante pour qu'elles s'épousent exactement. Si cet usinage est possible, son coût est très élevé. En outre, les faces de roulement 3a et 3b, qui forment la gorge in- térieure en V 3 sur laquelle les éléments roulants roule- ront, doivent être usinées après avoir été temporaire- ment assemblées au niveau des faces complémentaires 8a et 8b. Si ces faces complémentaires 8a et 8b ne sont pas finies avec précision, les faces de roulement 3a et 3b ne peuvent pas être usinées avec précision. Ceci pose un problème, qui consiste en ce que les mouvements d'oscil- lation relatifs que les bagues intérieure et extérieure 1 et 4 décriront par l'intermédiaire des éléments rou- lants 7, ne peuvent pas s'effectuer de façon uniforme et précise. Si, en outre, les deux faces complémentaires 8a et 8b et les faces de roulement 3a et 3b qui forment la gorge intérieure en V 3,sont usinées avec précision, les éléments appairés la et lb de la bague extérieure se dé- calent dès qu'il se produit le moindre desserrage entre les vis 9a et les écrous 9b, parce qu'il y a un jeu en- tre chacune des vis 9a qui assemblent les éléments appai- rés la et lb de la bague extérieure et le trou de passa- ge de vis 10 & travers lequel la vis correspondante 9a est enfilée. Il s'établit alors un défaut de centrage en- tre la circonférence extérieure et les faces de roule- ment 3a et 3b qui composent la gorge intérieure en V 3, ainsi qu'entre les faces de roulement individuelles 3a et 3b, ce qui pose un autre problème résidant dans la difficulté de respecter la haute précision, ce qui fait disparattre la douceur des mouvements d'oscillation. Dans la technique antérieure, le procédé de fabri- cation du roulement à éléments roulants croisés exige un certain nombre de phases qui comprennent: (1) la phase consistant dans l'usinage d'ébauchage des éléments appai- rés la et lb qui composent la bague extérieure 1; (2) la phase de trempe et de revenu des éléments individuels la et lb de la bague extérieure; (3) la phase de recti- fication des faces complémentaires 8a et 8b; (4) la pha- se de réunion des faces complémentaires 8a et 8b, qui sert à assembler temporairement les deux éléments la et lb de la bague extérieure au moyen des vis 9a et des écrous 9b, pour rectifier la circonférence extérieure de la bague extérieure 1; (5) la phase de rectification des faces de roulement 3a et 3b qui composent la gorge intérieure en V 3, dans l'état d'assemblage temporaire; (6) la phase d'enlèvement des vis 9a et des écrous 9b utilisés oour l'assemblage temporaire, et de montage des éléments roulants 7 et des éléments de retenue-entretoi- ses (non représentés) entre la circonférence intérieure de l'un des éléments, la ou lb, de la bague extérieure et la bague intérieure 4 dans laquelle les faces de rou- lement 6a et 6b composant la bague extérieure en V 6 ont été rectifiées; et (7) la phase de montage de l'autre élément, lb ou la, de la bague extérieure entre le pre- mier élément, la ou lb,de la bague extérieure et la ba- gue intérieure 4, et de fixation des éléments appairés la et lb de la bague extérieure au moyen des vis 9a et des écrous 9b. En outre, lorsque la circonférence exté- rieure et les faces latérales de la bague extérieure 1 et les faces de roulement 8a et 8b doivent être recti- fiées dans l'état d'assemblage temporaire, les éléments appairés la et lb de la bague extérieure se décalent l'un par rapport à l'autre, ce qui pose un autre problème consistant en ce que les éléments la et lb sont difficiles à rectifier avec précision. La présente invention a donc été conçue en vue de résoudre les problèmes précités et, pour cela, elle a pour but de réaliser un roulement à éléments roulants croisés dans lequel, grâce à la formation de faces de joint radiales dans la bague extérieure, il soit possi- ble d'usiner avec précision les faces de roulement des éléments roulants qui composent la gorge intérieure en V et d'éviter tout décalage en service entre la circonfé- rence extérieure et la gorge intérieure en V ainsi qu'en- tre les faces de roulement individuelles qui composent la gorge intérieure en V. Un autre but de la présente invention est de pro- poser un procédé de fabrication de roulements à éléments roulants croisés. Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un roulement d'oscillation à éléments roulants croisés comprenant: une bague extérieure présentant une gorge intérieure en V formée dans sa circonférence intérieure de manière à s;étendre dans la direction circonférentiel- le et à s'ouvrir vers l'intérieur; une bague intérieure présentant une gorge extérieure en V formée dans sa cir- conférence extérieure de manière à s'étendre dans la di- rection circonférentielle et à faire face à la gorge in- térieure en V de la bague extérieure; des éléments rou- lants ajustés entre la gorge intérieure en V de la bague extérieure et la gorge extérieure en V de la bague inté- rieure, caractérisé en ce que la bague extérieure est brisée dans une position appropriée pour former des fa- ces de joint radiales de manière qu'on puisse l'ouvrir au droit de ses faces de joint radiales. Selon un deuxième aspect, l'invention a pour ob- jet un procédé de fabrication d'un roulement à éléments roulants croisés, qui comprend les étapes consistant à: 2619606 former une gorge intérieure en V dans la circonférence intérieure d'une bague extérieure de manière qu'elle s'étende dans la direction circonférentielle et qu'elle s'ouvre vers l'intérieur; former une gorge. extérieure en V dans la circonférence extérieure d'une bague inté- rieure de manière qu'elle s'étende dans la direction cir- conférentielle et qu'elle fasse face & la gorge intérieu- re en V de la bague extérieure; et insérer des éléments roulants entre la gorge intérieure en V et la gorge exté- rieure en V, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à former une entaille radiale dans ladite bague extérieure, àbriser cette bague extérieure en exer- çant une force extérieure sur ladite entaille pour for- mer des faces de joint radiales; et à ouvrir ladite ba- gue extérieure au droit de ces faces de joint pour per- mettre de monter les éléments roulants entre la bague ex- térieure et la bague intérieure. Selon l'invention, pour former les faces de joint par cassure radiale de la bague extérieure, on forme tout d'abord l'entaille radiale dans la bague extérieu- re. Il suffit que la direction en profondeur de cette entaille soit orientée sensiblement dans la direction ra- diale de la bague extérieure, et l'entaille peut s'éten- dre, soit sur toute la longueur de la ligne de joint sur laquelle les faces de joint doivent être formées, soit sur une partie de cette longueur. Toutefois, il est pré- férable que l'entaille soit formée dans la circonférence intérieure de la bague extérieure, o la concentration de contraintes se produit lorsqu'on brise la bague exté- rieure au moyen d'une presse ou équivalent. Du fait que les faces de joint sont des faces de cassure, les faces de joint peuvent se réunir en s'épousant exactement après que la bague extérieure a été ouverte au droit des faces de joint pour permettre de monter les éléments rou- lants entre la bague intérieure et la bague extérieure. Même s'il subsiste un léger espace libre entre les faces de joint lorsque le roulement à éléments roulants croi- sés n'est pas utilisé les faces de joint sont parfaitement complémentaires et s'épousent mutuellement en contact in- tégral, en assurant ainsi la circularité de la bague ex- térieure, lorsque le roulement à éléments roulants croi- sés est monté pour être utilisé dans une machine, par exemple dans un élément oscillant. Etant donné que le roulement à éléments roulants croisés selon l'invention est obtenu par une simple cas- sure radiale de la bague extérieure, les faces de roule- ment des éléments roulants, qui composent la gorge inté- rieure en V de la bague extérieure, peuvent être recti- fiées avec précision et elles ne perdent pas leur préci- sion. En outre, étant donné que les faces de joint sont formées de façon à être parfaitement complémentaires, la bague extérieure peut conserver sa circularité lors- qu'elle est montée dans la machine, par exemple dans le- dit élément oscillant, même si les faces de joint radia- les sont légèrement espacées. D'autre part, dans le procédé de fabrication du roulement à éléments croisés selon l'invention, les fa- ces de roulement des éléments roulants, qui forment la gorge intérieure en V de la bague extérieure, peuvent être rectifiées facilement et avec précision. En outre, la bague extérieure peut être fabriquée d'une façon re- marquablement simple parce qu'elle n'est pas divisée en deux parties. L'invention sera décrite en détail dans la suite sur labase de formes de réalisation de cette invention et en regard des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus en plan qui montre un roulement à éléments roulants croisés selon une première forme de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe du roulement re- présenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective montrant les relations entre les éléments roulants et les organes de retenue/entretoises qui devront être montés entre la bague intérieure et la. bague extérieure; la figure 4 est une vue en perspective montrant la bague extérieure de la figure 1; la figure 5 est une vue agrandie montrant une par- tie du roulement de la figure 4; et la figure 6 est une vue en coupe montrant le rou- lement à éléments roulants croisés de l'art an- térieur. Sur les figures 1 à 3, on a représenté un roule- ment à éléments roulants croisés selon une forme de réa- lisation de l'invention. Dans ce roulement à éléments roulants croisés, une bague extérieure 1 est munie, sur sa circonférence intérieure 2, d'une gorge intérieure en V 3 qui s'étend dans la direction circonférentielle et qui s'ouvre vers l'intérieur. Une bague intérieure 4 est munie, sur sa circonférence extérieure 5, d'une gorge ex- térieure en V 6 qui s'étend dans la direction circonféren- tielle et fait face à la gorge intérieure en V 3. Des éléments roulants 7 sont montés entre les gorges en V in- térieure et extérieure 3 et 6. La bague extérieure 1 ain- si formée.ossède des faces de joint radiales 8a et 8b qui sont formées en brisant la bague extérieure 1 en un point approprié, de manière qu'elle puisse être ouverte au droit des faces de joint 8a et 8b, dans la direction des flèches A, comme représenté sur la figure 4. Dans cette forme de réalisation, les éléments rou- lants 7 qui doivent être montés entre la bague extérieu- re 1 et la bague intérieure 4 sont assemblés avec des éléments de retenue/entretoises 11 (comme représenté sur la figure 3), ce qui les empêche de se placer oblique- ment. En outre, dans cette forme de réalisation, les faces de joint 8a et 8b de la bague extérieure 1 sont formées, ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 4 et , en exerçant une force extérieure, au moyen d'une pres- se, sur une entaille 12 qui est formée dans une arête définie par la circonférence intérieure 2 et la face laté- rale de la bague extérieure 1. De cette façon, les faces de joint 8a et 8b sont des faces de cassure qui sont ca- pables de s'épouser parfaitement entre elles. Le procédé de fabrication du roulement à éléments roulants croisés de cette forme de réalisation, comprend les étapes successives, qui consistent à: (1) exécuter un usinage d'ébauchage de la bague extérieure 1 munie de la gorge intérieure en V 3; (2) former l'entaille radia- le 12 dans l'arête définie par la circonférence intérieu- re 2 et la face latérale de la bague extérieure 1; (3) exécuter la trempe et le revenu de la bague extérieure i; (4) rectifier la circonférence extérieure, les faces latérales et les faces de roulement 3a et 3b qui forment la gorge intérieure en V 3; (5) appliquer la force exté- rieure au moyen d'une presse pour briser la bague exté- rieure 1, en allant du côté dans lequel l'entaille 12 est formée à l'autre côté, le long de l'axe de l'entail- le 12; et (6) ouvrir la bague extérieure 1 au droit de ses faces de joint brisées 8a et 8b et monter les élé- ments roulants 7 et les organes de retenue/entretoises 11 dans 1' espace formé entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 4. Dans ce procédé de fabrication d'un roulement à éléments roulants croisés, lorsque la bague extérieure 1 doit être ouverte au droit de ses faces de joint 8a et 8b pour permettre de monter les éléments roulants 7 et les organes de retenue/entretoises 11 dans l'espace entre les bagues extérieure 1 et intérieure 4, par exem- ple, on dispose un dispositif de montage approprié con- tre la face extérieure de la bague intérieure 4 et on s'en sert pour monter les éléments roulants 7 et les or- ganes de retenue/entretoises 11 dans la gorge extérieure en V 6 de la bague intérieure 4. La bague extérieure 1 ouverte au droit de ses faces de joint 8a et 8b est en- suite montée dans cet état. Ensuite, on enlève le dispo- sitif de montage pour laisser les éléments roulants 7 et les organes de retenue/entretoises 11 entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 4. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Roulement d'oscillation à éléments roulants croisés comprenant: une bague extérieure (1) présentant une gorge in- térieure en V (3) formée dans sa circonférence intérieu- re de manière à s'étendre dans la direction circonféren- tielle et à s'ouvrir vers l'intérieur; une bague intérieure (4) présentant une gorge ex- térieure en V (6) formée dans sa circonférence extérieu- re (5) de manière à s'étendre dans la direction circonfé- rentielle et - faire face à la gorge intérieure en V (3) de la bague extérieure (1); et des éléments roulants (7) insérés entre la gorge intérieure en V (3) de la bague extérieure (1)et la gor- ge extérieure en V (6) de la bague intérieure (4); caractérisé en ce que ladite bague extérieure (1) est brisée dans une position appropriée pour former des faces de joint radiales (8a et 8b) de manière qu'on puis- se 1' ouvrir au droit de ses faces de joint radiales. 2 - Procédé de fabrication d'un roulement à élé- ments roulants croisés, qui comprend les étapes consis- tant à: former une gorge intérieure en V dans la circonfé- rence intérieure d'une bague extérieure de manière qu'el- le s'étende dans la direction circonférentielle et qu'el- le s'ouvre vers l'intérieur; former une gorge extérieure en V dans la circonfé- rence extérieure d'une bague intérieure de manière qu'el- le s'étende dans la direction circonférentielle et qu'el- le fasse face à la gorge intérieure en V de la bague ex- térieure; et insérer des éléments roulants entre la gorge inté- rieure en V et la gorge extérieure en V; caractérisé en ce qu'il comprend les étapes con- sistant à former une entaille radiale dans ladite ba- gue extérieure, à briser cette bague extérieure en exer- çant une force extérieure sur ladite entaille pour for- mer des faces de joint radiales, et à ouvrir ladite ba- gue extérieure au droit de ces faces de joint pour per- mettre de monter les éléments roulants entre la bague ex- térieure et la bague intérieure.