Brevet FR2759433A1 — publié le 19980814

ROULEMENT A BILLES POUR MOUVEMENTS LONGITUDINAUX, ET PROCEDE DE DEFINITION D'UN TEL ROULEMENT La présente invention se rapporte à un roulement à billes ou douille a billes pour des mouvements longitudinaux le long d'un arbre ou analogue, ainsi qu'à un procédé de définition ou de réalisation d'un tel roulement. Par le document DE-A-40 15 124, on connait un roulement à billes (ou douille à billes) de ce type. Un tel roulement comprend une cage qui est destinée à être fixée O10 dans un alésage de logement, qui présente une surface intérieure destinée à entourer au moins partiellement un arbre et qui est munie de pistes de guidage axiales pour des billes portantes, de pistes de retour axiales pour des billes non portantes ainsi que de pistes de renvoi reliant respectivement une piste de guidage et une piste de retour à leurs extrémités, la cage présentant, au moins dans la zone des pistes de guidage axiales pour les billes portantes, des fentes ouvertes en direction de l'arbre pour le passage des billes. Ce roulement comprend, en outre, des plaques de piste de roulement rapportées dans des évidements répartis sur la périphérie de la cage et présentant des pistes de roulement axiales, de profil incurvé, pour les billes portantes roulant entre les plaques et l'arbre, au droit des pistes de guidage. Enfin, ce roulement comprend des billes guidées en une rangée sans fin dans lesdites pistes. Dans le mode de réalisation connu par le document précité, chaque plaque de piste de roulement est définie individuellement en fonction du diamètre extérieur et de la largeur du roulement à billes, de la taille des billes sélectionnées ainsi que du nombre de rangées de billes se succédant sur la circonférence. Le diamètre extérieur du roulement et la taille des billes déterminent alors essentiellement le profil transversal de la plaque de piste de roulement qui doit transmettre au logement les efforts transmis de l'arbre aux billes portantes et qui doit en même temps assurer un roulement parfait des billes. Cela signifie que pour chaque taille de roulement, il est nécessaire de construire, de fabriquer et de monter des plaques de profil particulier. Il en résulte des frais d'outillage élevés pour chaque profil et la fabrication des plaques de chaque profil en des quantités relativement faibles. Le but de la présente invention est de créer un roulement à billes pour mouvements longitudinaux du type défini ci-dessus qui n'implique que des frais d'outillage et de fabrication réduits. Ce but est atteint, dans le cas d'un roulement du type défini ci- dessus, par l'utilisation de plaques de piste de roulement d'un même profil, d'un même diamètre extérieur, d'un même diamètre de piste, d'une même largeur de plaque et d'une même épaisseur de plaque pour plusieurs tailles de roulements avec des diamètres d'alésage et des diamètres extérieurs différents. Par l'utilisation de plaques de piste de roulement de même profil pour plusieurs tailles de roulements, ces plaques peuvent être fabriquées de façon plus rationnelle, c'est-à-dire avec un nombre réduit de tailles, mais en quantités plus importantes. Cela permet non seulement de réduire notablement les coûts d'outillage, mais également les coûts de fabrication et de stockage. Il en résulte dans l'ensemble un prix de revient réduit. Suivant une caractéristique de l'invention, il est avantageux d'utiliser le profil de la plaque correspondant & la plus grande taille de roulements d'une gamme également pour les autres tailles de roulements de la gamme. On obtient ainsi, du fait que le diamètre extérieur de la plaque est important par rapport au diamètre d'alésage du logement, que les plaques ne portent contre le logement sur leurs bords, sans appui médian, c'est-à-dire que la plaque ne porte pas contre le logement au milieu de sa largeur. Il en résulte d'une part une position stable de la plaque sous charge et d'autre part un certain effet d'élasticité de la plaque et donc un meilleur contact et une meilleure transmission des charges entre la bille et la piste. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est également possible d'utiliser le profil de la plaque correspondant à la plus petite taille de roulements d'une gamme pour toutes les tailles de roulements de la gamme. Afin d'obtenir une position stable de la plaque dans la cage, il peut alors être nécessaire, le cas échéant, de prendre des dispositions particulières. Finalement, il est également possible de choisir une taille moyenne de roulements d'une gamme en tant que grandeur de départ ou de base pour la gamme de roulements. Le profil pour plusieurs tailles de roulements peut être préfabriqué en grandes longueurs et être scié en cas de besoin à la longueur nécessaire des plaques de piste de roulement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'utiliser également des plaques ayant non seulement le même profil, mais également la même longueur. De façon semblable, il est possible, suivant une autre caractéristique de l'invention, d'utiliser également des billes de même diamètre, pour différents roulements d'une gamme. Cela permet également de réduire le prix de revient. Le procédé de définition ou de réalisation du profil des plaques d'un tel roulement à billes pour mouvements longitudinaux comprend les étapes suivantes: 1) Sélection de la taille de roulements de départ ou de base avec ses dimensions extérieures principales selon les normes en vigueur. 2) Détermination du diamètre de piste de la plaque de piste de roulement pour la taille de roulements de départ ou de base en fonction du diamètre de la bille optimale pour cette taille de roulements. 3) Détermination du diamètre extérieur de la plaque de piste de roulement en fonction du diamètre extérieur de la taille de roulements de départ ou de base. 4) Détermination de la plus grande largeur (dans la direction circonférencielle) de la plaque de piste de roulement. 5) Détermination de l'épaisseur de la plaque de piste de roulement à partir du diamètre extérieur et du diamètre intérieur de la taille de roulements de départ ou de base et du diamètre de la bille correspondante. Le diamètre extérieur de la plaque de piste de roulement correspond au diamètre extérieur de la taille de départ du roulement ou au diamètre de l'alésage du logement dans lequel le roulement à billes pour mouvements longitudinaux doit être monté. Le diamètre de la piste de la plaque, c'est-a-dire le rayon de courbure de la piste de roulement s'étendant dans la direction axiale, est légèrement supérieur au diamètre de la bille sélectionnée pour cette taille de roulement, afin d'obtenir l'osculation entre la bille et la piste, telle qu'elle est usuelle dans le cas de roulements à billes. La largeur de la plaque correspond à environ 1,25 fois le diamètre de la bille sélectionnée pour la plus grande taille de roulement. L'épaisseur de la plaque au fond (point le plus bas) de la piste de roulement correspond à la moitié de la différence entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur du roulement à billes, moins le diamètre de la bille. Après définition et réalisation du profil, ce dernier est coupé aux longueurs correspondant aux plaques de piste de roulement nécessaires pour les différentes tailles et les plaques de piste de roulement ainsi obtenues sont, de façon connue en soi, trempées et usinées en surface, par exemple par polissage etc., et sont ensuite montées dans les cages correspondant à la taille de roulement recherchée, ces cages pouvant être par exemple moulées par injection en matière plastique. Enfin, les billes sont introduites dans les différentes rangées sans fin. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un exemple de réalisation d'un roulement à billes conforme à l'invention pour mouvements longitudinaux; sur les dessins: la figure 1 est une coupe transversale d'un roulement à billes pour mouvements longitudinaux monté dans l'alésage d'un logement; la figure 2 est une coupe longitudinale suivant A-A de la figure 1, sans le logement; la figure 3 est une coupe transversale d'une plaque de piste de roulement prise isolément. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un logement dans l'alésage cylindrique 2 (de diamètre D) duquel est montée une cage 3 d'un roulement à billes (douille à billes) pour mouvements longitudinaux. La cage 3 est réalisée en forme de manchon, sa surface intérieure entourant complètement un arbre 4 cylindrique (représenté en traits mixtes) de diamètre d. A chacune des deux extrémités, un couvercle 6 annulaire est monté dans un tronçon d'extrémité 5 de la cage 3. La cage 3 présente, réparties dans la direction circonférencielle, plusieurs pistes de guidage 7 axiales pour des billes 8 portantes et plusieurs pistes de retour 9 axiales pour des billes 10 non portantes. Les deux couvercles 6 présentent, sur leur côté intérieur, également réparties sur la circonférence, des pistes de renvoi 11 demi-circulaires, dont chacune relie l'extrémité d'une piste de guidage 7 à l'extrémité d'une piste de retour 9 voisine, établissant ainsi une piste fermée dans laquelle les billes 8, 10 peuvent circuler en une rangée sans fin. Chaque piste fermée comporte une fente 12 ouverte en direction de l'arbre 4, par laquelle les billes 8, 10 dépassent vers l'intérieur, sans pouvoir tomber. La cage 3 et les couvercles 6 sont réalisés en matière plastique coulable ou injectable. La cage 3 est munie dans sa surface extérieure, dans la zone des pistes de guidage 7, d'ouvertures 13 radiales qui sont obturées par des plaques de roulement 14 en acier. En vue de leur maintien dans la cage 3, les plaques de roulement 14 sont munies de saillies 15 engagées dans des rainures 16 de la cage 3. Chaque plaque de roulement 14 dont la surface extérieure 17 est incurvée avec un rayon de courbure DL, avec DL correspondant ici au diamètre extérieur D --- du roulement, présente sur le côté intérieur une piste axiale 18 concave incurvée avec un rayon dL qui est légère- 2 ment supérieur à la moitié du diamètre DW de la bille 8. Les billes 8 portantes roulent sur cette piste de roulement 18 et sur la surface extérieure 19 de l'arbre 4 lors d'un mouvement longitudinal en va-et-vient du roulement, et transmettent les charges de l'arbre 4 à la plaque de roulement 14 et ainsi au logement 1. La plaque de roulement 14 présente une largeur bL et une épaisseur sL. Le tableau ci-après donne un exemple de dimension- nement pour quatre tailles d'une gamme de roulements & billes, à partir de la plus grande taille de roulement (type 20). Diamètre Diamètre Diamètre extérieur Dimt extérieur dL de la Largeur Epaisseur Diamètre Type D d DL de la piste debL de la sL de la D de la d de l'arbre pau la plaque plaque de plaque de wl du plaque de de roulement roulementbille roulement roulement roulement roulement 28 20 28 3,8 3,75 1,0 3 16 24 16 28 3,8 3,75 1,0 3 12 19 12 28 3,8 3,75 1,0 2,5 17 10 28 3,8 3,75 1,0 2,5 REVENDICATIONS 1. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux le long d'un arbre ou analogue, comprenant: - une cage qui est destinée à être montée dans un alésage d'un logement, qui présente une surface intérieure destinée à entourer au moins partiellement un arbre et qui est munie de pistes de guidage axiales pour des billes portantes, de pistes de retour axiales pour des billes non portantes et de pistes de renvoi reliant respectivement une piste de guidage et une piste de retour à leurs extrémités, la cage présentant, au moins dans la zone des pistes de guidage axiales pour les billes portantes, des fentes ouvertes en direction de l'arbre, pour le passage des billes, - des plaques de piste de roulement montées dans des évidements répartis sur la périphérie de la cage, ces plaques présentant des pistes de roulement axiales, de profil incurvé, pour les billes portantes roulant entre les plaques et l'arbre, au droit des pistes de guidage, et - des billes guidées en rangées sans fin dans lesdites pistes, caractérisé par l'utilisation de plaques de piste de roulement (14) de même profil, de même diamètre extérieur, de même diamètre de piste, de même largeur de plaque et de même épaisseur de plaque pour plusieurs tailles de roulements ayant des diamètres d'alésage et des diamètres extérieurs différents. 2. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du profil de la plaque de piste de roulement (14) de la plus grande taille de roulements pour toutes les tailles de roulements d'une gamme. 3. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du profil de la plaque de piste de roulement (14) de la plus petite taille de roulements pour toutes les tailles de roulements d'une gamme. 4. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du profil de la plaque de piste de roulement (14) d'une taille moyenne de roulements pour toutes les tailles de roulements d'une gamme. 5. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par l'utilisation des mêmes longueurs de plaques de piste de roulement pour plusieurs tailles de roulements. 6. Roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par l'utilisation de billes (8, 10) de mêmes diamètres pour plusieurs tailles de roulements. 7. Procédé de définition du profil des plaques de piste de roulement pour un roulement à billes pour mouvements longitudinaux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par les étapes suivantes: 1) Sélection de la taille de roulement de départ avec ses dimensions extérieures principales selon les normes en vigueur. 2) Détermination du diamètre de la piste de roulement de la plaque de piste de roulement pour la taille de roulements de départ en fonction du diamètre de la bille optimale pour cette taille de roulements. 3) Détermination du diamètre extérieur de la plaque de piste de roulement en fonction du diamètre extérieur de la taille de roulements de départ. 4) Détermination de la plus grande largeur (dans la direction circonférencielle) de la plaque de piste de roulement. ) Détermination de l'épaisseur de la plaque de piste de roulement à partir du diamètre extérieur et du diamètre intérieur de la taille de roulements de départ et du diamètre de la bille correspondante.