Brevet FR2696216A1 — publié le 19940401

L'invention concerne un roulement pour le montage d'une broche de machine-outil comprenant des bagues externe et interne entre lesquelles roulent, de préférence, des corps roulants cylindriques, roulement 5 dans lequel, entre les faces frontales de la bague externe d'un côté et des disques d'arbre de l'autre côté, qui sont agencés à distance desdites faces frontales et reliés à la broche, roulent des corps roulants, lesdits disques d'arbre étant montés en déplacement sur la broche pour permettre un réglage de leur précontrainte. Un tel roulement à aiguilles avec butée axiale à galets joue un rôle significatif, par exemple, dans le montage de commandes à vis Il s'agit ici de butées axiales à galets qui agissent dans les deux sens et dont le disque intercalaire constitue en même temps la bague externe d'un roulement radial à aiguilles De tels roulements sont agencés en règle générale aux extrémités de broches filetées sur des épaulements qui se raccordent au filet de la broche, l'un des disques d'arbre s'appuyant contre l'épaulement de la broche alors que l'autre disque d'arbre est réglé par un écrou taraudé qui est en butée contre celui-ci et qui s'engage dans un filet particulier prévu sur l'épaulement de l'arbre (Tirage à part de "Antriebstechnik" de INA, n'10 d'Octobre 1990). A ce propos, il est également connu que des vibrations axiales qui agissent dans la direction d'avance dans les machines-outils peuvent se transmettre sous la forme de secousses à la broche et par suite à la pièce à travailler ou à la table d'outil, ce qui peut conduire à des imprécisions en ce qui concerne la qualité de la surface de la pièce à travailler ou à des inexactitudes de positionnement de la table d'outil. On connaît en outre des mesures d'amortissement pour la réduction des vibrations dans les machines-outils Ainsi, il est décrit dans le document DE-GM 72 01 256, un agencement pour le montage d'essieux ou d'arbres dans des boîtiers et en particulier pour le montage d'une broche dans des machines-outils On y utilise une douille d'amortissement sollicitée par de l'huile et configurée en manchon à gradins comprenant sur sa périphérie extérieure, une cavité annulaire formée par des collets prévus à ses deux extrémités, et qui, à la faveur d'un alésage, est remplie d'huile qui agit en tant que milieu d'amortissement. L'inconvénient d'un tel agencement réside d'une part dans le fait que seules des vibrations en direction radiale sont amorties, et de d'autre part dans un encombrement axial relativement plus important. L'invention a donc pour but de développer un roulement dans lequel des vibrations auxquelles il est soumis ne se tranmettent pas, ou bien, ne se transmettent que de manière amortie aux pièces voisines En outre, on vise un moyen d'amortissement à encombrement réduit. L'invention atteint ce but grâce au fait que les configurations radiale et axiale de la bague externe et des disques d'arbre sont mutuellement adaptées, de telle sorte qu'il se forme entre les faces frontales de la bague externe et les disques d'arbre, un intervalle d'amortissement propre à être sollicité, à la faveur d'un canal d'amenée prévu dans la bague externe, par un fluide d'amortissement. Grâce aux intervalles d'amortissement formés entre les faces frontales de la bague externe et les disques d'arbre, on obtient que des vibrations dans la direction d'avance de la broche ne se transmettent que de manière amortie Lors d'un déplacement axial relatif entre la bague externe et les disques d'arbre provoqué par des vibrations, il se produit dans les intervalles d'amortissement remplis de fluide d'amortissement, un35 effet d'amortissement par pincement. Dans le cas de l'utilisation d'une broche de commande ou d'une broche d'avancement dans une machine- outil, ce type d'amortissement de vibrations a un effet positif sur la qualité de la surface de la pièce à travailler, ainsi qu'en ce qui concerne la durée de vie utile des outils et la précision de positionnement de la table d'outil. Un autre avantage réside dans le fait que l'effet d'amortissement est réalisé à l'aide des composants du roulement lui-même A cette fin, il suffit d'augmenter faiblement les dimensions de la bague externe du roulement et des disques d'arbre, si bien que l'encombrement radial et axial est relativement faible. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour obtenir un amortissement efficace, la largeur de l'intervalle d'amortissement est comprise entre 0,02 et 0,03 mm Plus l'intervalle d'amortissement est réduit, plus l'amortissement est efficace parce que dans l'équation d'amortissement, la largeur du film d'un amortisseur à pincement se trouve à la puissance 3 au dénominateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal d'amenée du fluide d'amortissement est agencé au centre de la bague externe Ceci assure une sollicitation uniforme des deux intervalles d'amortissement par le fluide d'amortissement. Dans une réalisation préférée de l'invention, il est prévu que l'huile utilisée pour la lubrification des corps roulants constitue également le fluide d'amortissement. Dans un exemple de réalisation avantageux du roulement, la bague externe comprend dans la région de bord de son côté intérieur, des rainures en forme d'anneau circulaire pour le logement des corps roulants. Dans ce cas, les corps roulants roulent entre les disques d'arbre et la partie en recul des faces frontales de la bague externe formée par la rainure annulaire Le ou les intervalles d'amortissement sont définis dans ce cas par les faces frontales de la bague externe et les rondelles de l'arbre. Selon une variante de réalisation, des bagues d'écartement sont agencées sur les faces frontales de la bague externe et s'étendent jusqu'à la surface périphérique de la bague externe et, en direction du centre du roulement, elles s'étendent jusqu'à un niveau tel que les corps roulants qui sont agencés entre les faces frontales de la bague externe et les disques d'arbre, peuvent rouler sans gêne. Dans cette forme de réalisation, il n'est certes pas nécessaire de prévoir des rainures en forme d'anneau circulaire sur la bague externe, mais elle nécessite la fabrication de bagues d'écartement séparées. Dans ce cas, l'intervalle d'amortissement est défini par les disques d'arbre et l'une des faces frontales des bagues d'écartement. L'invention va être décrite de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale au travers d'un montage d'une broche d'avancement d'une machine-outil comprenant un amortissement de roulement selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale au travers d'un montage d'une broche d'avancement d'une machine-outil comprenant une réalisation modifiée d'un amortissement de roulement selon l'invention. Selon la figure 1, on peut voir le montage d'une broche d'avancement 2 d'une machine-outil dans un roulement 1 à aiguilles avec butée axiale à galets Il s'agit ici d'une butée axiale à galets qui agit dans les deux sens et comprend deux disques d'arbre 6 et un disque intercalaire 3 entre lesquels roulent deux couronnes à galets 5 qui sont guidées dans des cages. Le disque intercalaire 3 de la butée axiale à galets constitue en même temps une bague externe 3 d'un roulement radial à aiguilles Des aiguilles 7 d'axes parallèles sont guidées dans une cage et roulent entre la bague externe 3 et la bague interne 4. La bague interne 4 du roulement radial à aiguilles et les disques d'arbre 6 de la butée axiale à galets sont reliés fixement à la broche 2, les disques d'arbre 6 pouvant néanmoins se déplacer sur la broche 2. Un tel roulement 1 à aiguilles avec butée axiale à galets s'appuie contre un épaulement 9 de la broche 2, et est mis, par l'intermédiaire d'un écrou de réglage 8 de roulement, sous une précontrainte nécessaire au fonctionnement précis et à faible usure du roulement. L'écrou de réglage 8 de roulement s'engage dans un filet, non référencé, de la broche 2. La bague externe, c'est-à-dire, le disque intercalaire 3 du roulement 1 à aiguilles avec butée axiale à galets, est retenue dans un alésage d'un boîtier 12 en deux parties Les deux parties du boîtier 12 sont fixées l'une à l'autre par une vis 11 non représentée à la figure 1. Conformément à l'invention, les dimensions radiale et axiale de la bague externe 3, ou du disque intercalaire 3, et des disques d'arbre 6 sont mutuellement adaptées de telle sorte qu'il se crée entre les faces frontales de la bague externe 3 et les disques d'arbre 6 deux intervalles définis d'amortissement 10. Pour obtenir cela, il faut que, par rapport à un roulement usuel à aiguilles avec butée axiale à galets, la bague externe 3 soit un peu élargie en direction axiale et que les disques d'arbre 6 soient *agrandis en direction périphérique. Ces intervalles d'amortissement 10 sont alimentés en fluide d'amortissement par un canal d'amenée 14 disposé dans la bague externe 3 De manière avantageuse, il est prévu que l'huile de lubrification du roulement serve en même temps de fluide d'amortissement. L'huile lubrifiante pénètre, par un canal d'amenée 14 qui s'étend au travers du boîtier 12 et de la bague externe 3, d'abord dans la région des pistes de roulement des aiguilles roulantes 7 avant de traverser la région des pistes de roulement des couronnes à galets 5 pour atteindre le ou les intervalles d'amortissement 10. L'huile excédentaire peut être évacuée par un intervalle axial prévu entre le boîtier 12 de roulement et les disques d'arbre 6. Au contraire de la figure 1, o les corps roulants 5 sont logés dans une rainure en forme d'anneau circulaire 15 prévue sur la bague externe 3, les corps roulants 5 de la figure 2 sont logés dans un espace défini par la bague externe 3, la bague interne 4, les disques d'arbre 6 et des bagues d'écartement 13 Les bagues d'écartement 13 s'étendent jusqu'à la surface périphérique extérieure de la bague externe 3 et, en direction du centre du roulement, elles s'étendent jusqu'à un niveau tel que les corps roulants 5 avec leur cage peuvent rouler sans gêne Le o les intervalles d'amortissement 10 sont définis dans ce cas par les rondelles 6 de l'arbre et l'une des faces frontales des bagues d'écartement 13. REVENDICATIONS 1 Roulement ( 1) pour le montage d'une broche ( 2) de machine-outil comprenant des bagues externe ( 3) et interne ( 4) entre lesquelles roulent, de5 préférence, des corps roulants cylindriques ( 7), roulement dans lequel, entre les faces frontales de la bague externe ( 3) d'un côté et des disques d'arbre de l'autre côté, qui sont agencés à distance desdites faces frontales et reliés à la broche ( 2), roulent des corps roulants ( 5), lesdits disques d'arbre ( 6) étant montés en déplacement sur la broche ( 2) pour permettre un réglage de leur précontrainte, caractérisé en ce que les dimensions radiale et axiale de la bague externe ( 3) et des disques d'arbre ( 6) sont mutuellement adaptées de telle sorte qu'il se forme entre les faces frontales de la bague externe ( 3) et les disques d'arbre ( 6), un intervalle d'amortissement ( 10) propre à être sollicité, à la faveur d'un canal d'amenée ( 14) prévu dans la bague externe ( 3), par un fluide d'amortissement. 2 Roulement ( 1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de l'intervalle d'amortissement ( 10) est comprise entre 0,02 et 0,03 mm. 3 Roulement ( 1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal d'amenée ( 14) est agencé au centre de la bague externe ( 3). 4 Roulement ( 1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile utilisée pour la lubrification des corps roulants ( 5,7) constitue également le fluide d'amortissement. 5 Roulement ( 1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague externe ( 3) comprend dans la région de bord de son côté intérieur, une rainure ( 15) en forme d'anneau circulaire pour le logement des corps roulants ( 5). 6 Roulement ( 1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur les faces frontales de la bague externe ( 3) sont agencées des bagues d'écartement ( 13) qui s'étendent jusqu'à la surface périphérique de la bague externe ( 3) et, en direction du centre du roulement, s'étendent jusqu'à un niveau tel que les corps5 roulants ( 5) qui sont agencés entre les faces frontales de la bague externe ( 3) et les disques d'arbre ( 6) peuvent rouler sans gêne.