Brevet FR2674917A1 — publié le 19921009

* 1 Roulement à billes linéaire à collerette La présente invention concerne, d'une manière générale, un roulement à billes linéaire, tel qu'un coussinet à billes ou une clavette à billes, destiné à être utilisé dans des parties de guidage linéaire de diverses machines industrielles, et notamment un roulement à billes linéaire du type comportant une collerette servant à fixer le roulement. Les roulements à billes linéaires, tels que les coussinets à billes ou les clavettes à billes sont largement utilisés dans les parties de guidage linéaire de diverses machines industrielles, de sorte que différents produits sont réalisés pour s'adapter à un grand nombre de modes d'utilisation. La Figure 10 montre un mode de réalisation de l'art antérieur de ce que l'on appelle "un coussinet à billes à collerette" comportant une collerette destinée à fixer le roulement à un organe de montage, tel qu'un banc ou une table. Précisément, le coussinet à billes à collerette est construit pour comporter un logement de roulement 101 conformé pour présenter une section, dans l'ensemble, cylindrique et moulé d'une manière solidaire avec une collerette 103 comportant, dans sa circonférence extérieure, des trous pour boulons de fixation 102, de façon à pouvoir se déplacer linéairement autour d'un arbre d'appui 105 par l'intermédiaire d'une multitude de billes à circulation sans fin 104; et une cage à billes 107 qui comporte des gorges de guidage de billes 106 destinées à permettre une circulation sans fin des billes 104 entre l'arbre d'appui 105 et le logement de roulement 101 et qui est emboîtée d'une manière fixe dans une partie creuse du logement de roulement 101 Le coussinet à billes s'utilise par conséquent en fixant la collerette 103 sur un organe de montage 109 à l'aide de boulons de fixation 108 et en faisant coulisser l'organe de montage 109 et l'arbre d'appui 105 l'un par rapport à l'autre. Dans le cas d'un roulement à billes linéaire de ce type, le logement de roulement doit subir un traitement de durcissement destiné à augmenter la résistance à l'usure de la circonférence intérieure du logement de roulement, sur laquelle les billes sont guidées pour rouler Ce traitement de durcissement pose toutefois de sérieux problèmes lors de la fabrication du coussinet à billes à collerette susmentionné Les raisons vont en être décrites dans la partie qui suit Etant donné que la collerette est conçue plus épaisse que les autres parties du logement de roulement, une déformation thermique reste dans le logement de roulement si la collerette est durcie après avoir été rectifiée par meulage, de sorte que le logement de roulement ne peut pas avoir une finition précise Si, au contraire, la collerette est réalisée après le traitement de durcissement, la matière devient trop dure pour être rectifiée par meulage. D'autre part, le logement de roulement à collerette pose un problème, à savoir que son meulage est beaucoup plus fastidieux que celui d'un logement de roulement cylindrique rectiligne ne comportant pas de collerette Ce logement de roulement cylindrique rectiligne peut être rectifié efficacement par meulage en une seule étape à l'aide d'une rectifieuse sans centre, alors que le logement de roulement à collerette ne peut pas être usiné au moyen de la rectifieuse sans centre, de sorte qu'il doit être usiné au moyen d'une rectifieuse cylindrique En outre, ce processus de rectification par meulage nécessite deux étapes, c'est-à- dire les étapes qui consistent à rectifier par meulage la partie cylindrique et la collerette. Dans l'art antérieur, il est par conséquent proposé comme moyen pour résoudre ce problème, un roulement à billes linéaire que l'on fabrique en moulant séparément l'un de l'autre un élément formant collerette, dans l'ensemble, annulaire et un logement de roulement, et en rendant solidaires la collerette et le logement de roulement par un emboîtement par pression ou par un brasage de ceux-ci après le traitement de durcissement du logement de roulement Un autre problème se pose cependant en ce qui concerne le nombre d'étapes de travail au moment de la fabrication, ou le nombre de pièces, et ce moyen n'est donc pas satisfaisant en termes de coûts de production et de rendement de fabrication. La présente invention vise à remédier aux problèmes indiqués ci-dessus et a pour but de proposer un roulement à billes linéaire à collerette qui permette de réduire les coûts de production et d'améliorer le rendement de fabrication d'une manière substantielle. Pour atteindre ce but, selon la présente invention, il est proposé un roulement à billes linéaire à collerette comportant un logement de roulement qui possède en lui une partie creuse et qui est guidé par un arbre d'appui en vue de déplacements linéaires; une multitude de billes retenues entre le logement de roulement et l'arbre d'appui en vue de rouler sous l'effet d'une charge; et une cage à billes emboîtée dans la partie creuse du logement de roulement en vue de retenir et de disposer les billes, le roulement à billes étant caractérisé en ce qu'il comporte une collerette qui fait saillie depuis la cage à billes en vue de fixer le roulement sur un organe de montage, tel qu'un banc ou une table. Grâce à ces moyens techniques, la collerette destinée à faire saillie depuis la cage à billes susmentionnée peut être réalisée par soudage d'un élément formant collerette annulaire sur la circonférence extérieure de la cage à billes De préférence, cependant, la collerette et la cage à billes peuvent être formées solidairement grâce à un moulage par injection ou à un découpage d'une résine synthétique. De plus, le roulement à billes linéaire auquel ces moyens techniques sont susceptibles d'être appliqués peut, par exemple, consister en un roulement à billes linéaire dans lequel plusieurs billes à circulation sans fin sont retenues entre un logement de roulement cylindrique et un arbre d'appui de façon à supporter leurs déplacements linéaires relatifs Les moyens techniques peuvent être appliqués non seulement au coussinet à billes de l'art antérieur mais également à une clavette à billes capable de réaliser des transmissions de couples entre le logement de roulement et l'arbre d'appui. Etant donné que, conformément aux moyens techniques susmentionnés, la collerette est formée sur la cage à billes pour permette de réaliser le logement de roulement sous la forme d'une configuration cylindrique rectiligne il devient possible de faciliter d'une manière notoire le traitement de durcissement du logement de roulement et de rectifier celui- ci par meulage à l'aide de la rectifieuse sans centre En conséquence, le traitement de rectification par meulage peut être exécuté d'une manière efficace à un coût raisonnable pour ainsi améliorer le rendement de fabrication et réduire considérablement les coûts de production. En outre, en supprimant la collerette du logement de roulement, il est possible de convertir le logement du roulement à billes linéaire sans collerette en un logement de roulement destiné au roulement à billes linéaire à collerette, de sorte que les pièces peuvent être utilisées en commun entre différents produits A cet égard, il est également possible d'améliorer le rendement de fabrication et de réduire les coûts de production. Si, en outre, la collerette et la cage à billes sont formées solidairement grâce à un moulage par injection d'une résine synthétique, une amélioration supplémentaire du rendement de fabrication est à prévoir du fait qu'une étape supplémentaire pour former la collerette n'est plus nécessaire. Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention, ressortira plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe latérale montrant un premier mode de réalisation d'un roulement à billes linéaire à collerette conforme à la présente invention; la Figure 2 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne II-II de la Figure 1; la Figure 3 est une vue en élévation latérale montrant une cage à billes selon le premier mode de réalisation; la Figure 4 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne IV-IV de la Figure 3; la Figure 5 est une vue en coupe latérale montrant un logement de roulement selon le premier mode de réalisation; la Figure 6 est une vue en élévation frontale montrant un organe de serrage octogonal selon le premier mode de réalisation; la Figure 7 est une vue en coupe latérale montrant l'organe de serrage octogonal selon le premier mode de réalisation; la Figure 8 est une vue en coupe frontale montrant l'état accouplé du logement de roulement et de la cage à billes à l'aide de l'organe de serrage octogonal; la Figure 9 est une vue en coupe latérale montrant un second mode de réalisation du roulement à billes linéaire à collerette conforme à la présente invention; et la Figure 10 est une vue en coupe latérale montrant le roulement à billes linéaire à collerette de l'art antérieur. En référence à la Figure 1, on peut voir un premier mode de réalisation du coussinet à billes à collerette selon la présente invention Le coussinet à billes à collerette du présent mode de réalisation est construit pour comporter un logement de roulement 2 guidé par un arbre d'appui 1 en vue de déplacements linéaires; une multitude de billes 3 destinées à rouler, tout en supportant une charge, entre l'arbre d'appui 1 et le logement de roulement 2; et une cage à billes 5 dont la circonférence extérieure présente une collerette saillante 4, et qui est emboîtée dans une partie creuse 21 dudit logement de roulement 2 en vue de retenir et de disposer les billes 3. Le logement de roulement 2 est tout d'abord réalisé sous la forme d'une configuration, dans l'ensemble, cylindrique de manière à pouvoir être ajusté avec un certain jeu suivant un écartement prédéterminé autour de l'arbre d'appui 1 et a sa circonférence intérieure pourvue, comme illustrée sur la Figure 5, de cinq faces de roulement en charge 22 espacées d'une distance égale dans la direction circonférentielle en vue de retenir les billes 3 conjointement avec l'arbre d'appui 1, et des gorges de roulement sans charge 23 dont chacune est interposée entre deux faces de roulement en charge 22 adjacentes en vue de permettre aux billes de rouler en étant soulagées de la charge La partie creuse 21 comporte en outre, formée au niveau de l'un de ses bords d'ouverture, une gorge de forme annulaire 24 qui s'étend circonférentiellement pour recevoir un organe de serrage octogonal 6 décrit plus loin. D'autre part, la cage à billes 5 est, comme illustré sur les Figures 3 et 4, réalisée sous la forme d'une configuration, dans l'ensemble, cylindrique comportant un trou traversant 51 destiné à l'insertion de l'arbre d'appui 1 et a sa circonférence extérieure pourvue d'une collerette 4 elle-même pourvue de trous pour têtes de boulons 41 La cage à billes 5 est formée solidairement avec la collerette 4 grâce à un moulage par injection d'une résine synthétique. La cage à billes 5 a sa circonférence extérieure qui comporte, de manière à correspondre avec les faces de roulement en charge 22 individuelles, des gorges de guidage de billes en charge entaillées 52 destinées à empêcher les billes 3 qui roulent sur les faces de roulement en charge 22 susmentionnées de sortir, lorsque le logement de roulement 2 est extrait de l'arbre d'appui 1; des gorges de guidage de billes sans charge 53 destinées à disposer les billes soulagées qui roulent dans les gorges de roulement sans charge 23; et des gorges de retour de billes 54 destinées à établir des liaisons et des communications entre les gorges de guidage de billes en charge 52 et les gorges de guidage de billes sans charge 53 pour permettre une circulation sans fin des billes 3 entre les deux gorges 52 et 53 Par ailleurs, la circonférence extérieure de la cage à billes 5 comporte une gorge de forme annulaire 55 qui correspond à la gorge de forme annulaire 24 du logement de roulement 2 susmentionné. Un espace est ainsi défini entre la gorge de forme annulaire 24 du logement de roulement 2 et la gorge de forme annulaire 55 de la cage à billes 5, qui sont disposées l'une en face de l'autre, lorsque la cage à billes 5 est ajustée sur le logement de roulement 2. Dans le présent mode de réalisation, ce logement de roulement 2 et cette cage à billes 5 sont accouplés au moyen d'un organe de serrage polygonal, de préférence, octogonal 6 représenté sur les Figures 6 et 7 Une procédure d'accouplement particulière va être décrite dans la partie qui suit L'organe de serrage octogonal 6 est tout d'abord inséré dans la gorge de forme annulaire 24 définie dans la circonférence intérieure du logement de roulement 2, la cage à billes 5 étant ensuite emboîtée par pression dans la partie creuse 21 du logement de roulement 2 Puis, la partie d'extrémité de la cage à billes 5 vient en butée contre les parties latérales centrales 61 individuelles de l'organe de serrage octogonal 6, si bien que ce dernier est déformé ou élargi élastiquement Au fur et à mesure que l'emboîtement par pression de la cage à billes 5 se poursuit, la gorge de forme annulaire 55 de celle-ci est amenée à coïncider avec la gorge de forme annulaire 24 du logement de roulement 2 Puis, l'organe de serrage octogonal 6 a ses parties latérales centrales 61 qui pénètrent dans la gorge de forme annulaire de la cage à billes 5, jusqu'à ce que ses angles 62 soient encastrés dans la gorge de forme annulaire 24, tandis que ses parties latérales centrales 61 sont encastrées dans la gorge de forme annulaire 55 Ainsi, le logement de roulement 2 et la cage à billes 5 sont accouplés l'un avec l'autre. Si, en outre, le coussinet à billes à collerette ainsi construit et assemblé conformément au présent mode de réalisation a sa collerette 4 de la cage à billes 5 montée sur un organe (non représenté) à l'aide de boulons (non représentés), il peut permettre des déplacements relativement linéaires entre l'organe de montage de collerette et l'arbre d'appui 1, comme dans le cas du coussinet à billes à collerette de l'art antérieur. Cependant, grâce à la collerette 4 qui fait saillie depuis la cage à billes 5 selon le présent mode de réalisation, le processus d'usinage fastidieux nécessaire dans l'art antérieur pour former la collerette 4 sur le logement de roulement 2, peut être supprimé pour faciliter considérablement l'usinage du logement de roulement 2, d'o un meilleur rendement de fabrication et une réduction des coûts de production. Conformément au présent mode de réalisation en particulier, la collerette 4 est formée d'une manière solidaire avec la cage à billes 5 grâce au moulage par injection d'une résine synthétique, de sorte qu'il n'y a pas à ajouter l'étape de formage de la collerette 4, ce qui permet d'améliorer davantage la productivité. La Figure 9 montre un second mode de réalisation du coussinet à billes à collerette selon la présente invention. La collerette 4 et la cage à billes 5 sont, dans ce mode de réalisation aussi, moulées d'une manière solidaire, mais le procédé d'accouplement de la cage à billes 5 et du logement de roulement 2 est différent de celui du premier mode de réalisation Selon ce mode de réalisation précisément, une fois que la cage à billes à été emboîtée dans le logement de roulement 2, une bague d'arrêt 7 est ajustée sur la circonférence extérieure de la partie d'extrémité de la cage à billes 5 qui fait saillie depuis le logement de roulement 2, la bague d'arrêt 7 et le logement de roulement 2 étant mis en prise pour accoupler la cage à billes 5 et le logement de roulement 2 Le reste de la structure est par ailleurs identique à celle du premier mode de réalisation précédent et il n'en sera pas fait de description, puisque les dessins portent des numéros de référence communs. Dans ce coussinet à billes à collerette aussi, la collerette 4 est moulée d'une manière solidaire avec la cage à billes 5, ce qui permet d'améliorer le rendement de fabrication et de diminuer les coûts de production. Bien que la description précédente ait porté sur des modes de réalisation préférés de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci ne se limite pas aux exemples particuliers décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreux changements et variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Roulement à billes linéaire à collerette comportant un logement de roulement ( 2) qui possède en lui une partie creuse ( 21) et qui est guidé par un arbre d'appui ( 1) en vue de déplacements linéaires; une multitude de billes ( 3) retenues entre le logement de roulement et l'arbre d'appui en vue de rouler sous l'effet d'une charge; et une cage à billes ( 5) emboîtée dans la partie creuse du logement de roulement en vue de retenir et de disposer les billes ( 3), caractérisé en ce qu'il comporte une collerette ( 4) qui fait saillie depuis la cage à billes ( 5) en vue de fixer le roulement sur un organe de montage, tel qu'un banc ou une table. 2 Roulement à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette ( 4) est formée d'une manière solidaire avec la cage à billes ( 5) grâce à un moulage par injection d'une résine synthétique. 3 Roulement à billes linéaire à collerette comportant un logement de roulement ( 2) qui possède en lui une partie creuse ( 21) et qui est guidé par un arbre d'appui ( 1) en vue de déplacements linéaires; une multitude de billes ( 3) retenues entre le logement de roulement et l'arbre d'appui en vue de rouler sous l'effet d'une charge; une cage à billes ( 5) pourvue d'une collerette ( 4) qui fait saillie depuis sa circonférence extérieure en vue de fixer le roulement sur un organe de montage, tel qu'un banc ou une table, et emboîtée dans la partie creuse ( 21) du logement de roulement ( 2) en vue de retenir et de disposer les billes ( 3); et un organe de serrage polygonal ( 6) dont les angles ( 62) sont encastrés dans une gorge de forme annulaire ( 24) définie dans la circonférence intérieure du logement de roulement ( 2), et dont les parties centrales ( 62) des côtés qui relient lesdits angles sont encastrées dans une gorge de forme annulaire ( 55) définie dans la circonférence extérieure de la cage à billes ( 5), afin de fixer le logement de roulement et la cage à billes.