Brevet FR2817001A1 — publié le 20020524

Domaine de l'invention La présente invention concerne un palier à roulement pour le montage mobile longitudinalement d'une barre à course longitudinale limitée dans le logement d'un boîtier, le palier à roulement se composant d'au moins un manchon intérieur en tôle recevant la barre et ayant des chemins de roulement pour des organes de roulement dans une cage, dans lequel le manchon intérieur entoure au moins partiellement la barre dans la direction périphérique, la cage entoure au moins partiellement le manchon intérieur, et les organes de roulement sont tenus par la cage au moins de manière imperdable par rapport au manchon intérieur et per- mettant à la cage de coulisser longitudinalement par rapport au manchon intérieur entre deux positions de fin de course, Arrière plan technologique de l'invention On connaît de tels paliers à roulement de préférence pour le montage de barres et de rail de commutation ou autres éléments de transmission analogues appelés ci-après barre. Un ou deux paliers à rou- lement s'appuient par le manchon intérieur en général contre les extrémi- tés de la barre et la soutiennent dans le logement d'un boîtier. Les manchons intérieurs ont généralement une forme différente de celle d'une section circulaire et sont ainsi adaptés à la section, par exemple à la sec- tion rectangulaire de la barre portant le palier à roulement. Les paliers à roulement servent au montage de barres mo- biles longitudinalement. Pour cela on a en général réalisé des chemins de roulement dans des manchons intérieurs en tôle emboutie, sans usinage par enlèvement de copeaux. Les manchons intérieurs entourent totale- ment ou partiellement le siège du palier à roulement sur la barre dans la direction périphérique. Les organes de roulement des paliers sont en géné- ral des billes mais peuvent également être des rouleaux; ces organes de roulement sont maintenus et guidés dans une cage. La cage est en matière plastique ou en tôle et entoure ou chevauche totalement ou partiellement le manchon intérieur. Généralement un tel palier à roulement ne présente pas de jeu c'est-àdire que la barre est montée sans jeu radial dans le boîtier à l'aide du palier à roulement. Pour cela le palier est précontraint. On peut prévoir à cet effet un manchon intérieur, élastique, précontraint élasti- quement au niveau du chemin de roulement. Le manchon intérieur s'appuie dans un tel cas contre la barre et assure le serrage des organes de roulement, élastiquement, vers l'extérieur contre le logement. La cage est soit à circulation de billes et dans ce cas les billes circulent selon un chemin continu ou soit la cage effectue un mou- vement relatif entre deux positions de fin de course par rapport au man- chon intérieur et dans ce cas il comporte des poches recevant un ou plusieurs organes de roulement. La présente invention concerne un palier à roulement cor- respondant au second type de cage. La course parcourue par la cage pen- dant le mouvement entre les deux positions de fin de course correspond pour un mouvement de roulement idéal des organes de roulement dans la cage, à la moitié de la translation de la barre par rapport au boîtier. En d'autres termes, la distance libre dans la direction longitudinale entre les positions de fin de course de la cage correspond à la moitié de la course de translation maximale possible de la barre par rapport à son environne- ment. Des butées limitent la course de la barre mobile longitudi- nalement. Pour des paliers à roulement dont les cages exécutent des mou- vements longitudinaux limités entre deux positions de fin de course, les butées dans le palier à roulement sont constituées par exemple par le manchon extérieur de forme appropriée, par les chemins des organes de roulement ou par la cage. Le manchon intérieur, les organes de roulement et la cage sont souvent préassemblés sous la forme d'un ensemble dans un loge- ment en forme de perçage ou d'une forme différente d'une forme de section circulaire, généralement dans un manchon extérieur faisant partie du pa- lier de roulement et logés dans le boîtier. Un palier à roulement du type défini ci-dessus est décrit dans le document DE-299 07 217-U1. Ce palier à roulement destiné au montage mobile longitudinalement d'une barre avec une course de trans- lation limitée dans les deux directions, est destiné à être logé dans un manchon extérieur. Le manchon extérieur est lui-même monté dans le boîtier d'une boîte de vitesses et entoure une cage en matière plastique avec des billes. Les billes sont guidées dans la cage et sont maintenues pour rouler sur des chemins de roulement réalisés par emboutissage dans un manchon intérieur en tôle. Le manchon intérieur est découpé ou ma- tricé en une seule pièce dans une tôle de paroi relativement mince et en- suite il est plié ou replié pour être mis en forme. Le manchon intérieur entoure la barre et d'un côté il a une fente. La section du manchon inté- rieur est adaptée à la section rectangulaire de la barre à l'emplacement du palier à roulement et s'appuie par des supports en forme de pattes dirigés vers l'intérieur, réalisés dans la tôle, contre la surface extérieure de la barre. Les billes circulent dans les chemins de roulement formés dans le manchon intérieur; elles sont guidées par paires dans une poche de la cage. On a trois poches à la périphérie de la cage. Le manchon intérieur est élastique à ressort au moins dans la zone du chemin de roulement et il presse les billes contre le chemin de circulation extérieur, élastiquement contre un manchon extérieur non représenté en détail. Le manchon intérieur, la cage et les billes du roulement à bille du type défini ci-dessus selon le document DE-299 07 217-U1 sont assemblés sous la forme d'un ensemble. Cet ensemble préassemblé est introduit au montage dans une boite mécanique, dans un manchon exté- rieur ou un élément analogue de boîte mécanique. Dans certaines condi- tions d'installation et de montage, lorsqu'on introduit l'ensemble préassemblé dans l'ouverture du manchon extérieur, on peut avoir un dé- calage entre l'ensemble préassemblé et l'ouverture si bien que les arêtes avant radialement extérieures et longitudinales de la cage peuvent buter contre la rampe d'introduction du manchon extérieur. Cette venue en bu- tée crée le risque que la cage soit déplacée de sa position correcte dans le manchon intérieur et ne se coince. Le maintien des billes par la cage peut le cas échéant disparaître. Les billes peuvent éventuellement tomber dans la boite mécanique et provoquer des dommages. Le palier à roulement ne peut plus assurer son rôle. Le même incident peut se produire si les billes qui sont poussées avec précontrainte dans le palier, font sortir la cage de sa place car celle-ci n'est pas suffisamment soutenue. Le palier à roulement selon le document DE-299 07 217-U1 décrit un palier dont la cage se déplace par rapport au manchon intérieur selon une source longitudinale limitée, c'est-à-dire que le palier ne pré- sente qu'une course de translation limitée dans la direction longitudinale. La cage est munie d'un bec venant radialement en saillie vers l'intérieur et qui pénètre dans une cavité longitudinale correspondante du manchon intérieur. Lors de la translation de la barre dans la direction longitudinale, le bec se déplace dans la cavité ou découpe jusqu'à venir en butée contre l'extrémité de celle-ci. La cage du palier ne peut plus alors continuer à se déplacer dans la direction longitudinale et se trouve ainsi en position de fin de course dans cette direction. Lors du mouvement de retour de la barre, le bec butte contre l'autre extrémité de la cavité ou découpe. La cage se trouve ainsi dans sa seconde position de fin de course dans l'autre direction. Lorsqu'on applique la cage sur le manchon intérieur, il faut que celle-ci soit ouverte suffisamment pour positionner le bec dans la cavité du manchon intérieur. L'opération de montage déjà relativement compli- quée en soi pour l'introduction et le positionnement de la cage par rapport au manchon intérieur, est encore plus difficile à cause de la position du bec par rapport à la cavité. Dans le cas le plus défavorable du fait de l'ouverture de la cage celle-ci perd sa forme ou se casse. Exposé de l'invention La présente invention a pour but de développer un palier à roulement permettant d'éviter les difficultés de montage d'un ensemble préassemblé et de sa mise en place dans le manchon extérieur ou autre logement. A cet effet l'invention concerne un palier à roulement du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le manchon intérieur présente des butées radialement en saillie vers l'extérieur, avec de part et d'autre de la cage au moins une butée en saillie, et la plus courte distance libre dans la direction longitudinale entre les butées correspond au moins à la moitié de la course de la barre, et dans chaque position de fin de course la cage rencontre au moins l'une des butées. Ainsi le manchon intérieur comporte des butées tournées radialement vers l'extérieur. Les butées sont montées ou réalisées sur le manchon intérieur qui vient prendre la cage en position médiane entre les butées, chaque fois d'un côté, latéralement par au moins une butée. Ainsi de part et d'autre de la cage on a chaque fois au moins une butée qui vient en saillie par rapport au manchon intérieur. La distance libre la plus courte dans la direction longitudinale entre les butées correspond au moins à la moitié de la course de translation de la barre, limitée longitudi- nalement. La course que parcourt la barre dans la direction longitudi- nale est fixée par son fonctionnement. La distance minimale pour la dis- tance libre dans la direction longitudinale entre les butées selon l'invention a été fixée à au moins la moitié de la course maximale de la barre pour que la barre puisse parcourir dans la direction longitudinale, la course maximale exigée, car comme déjà indiqué, la cage parcourt entre ses deux positions d'extrémités, la moitié de la course de la barre. Ainsi l'invention prévoit d'écarter les butées dans la direction longitudinale, sui- vant la ligne la plus courte pour que dans chaque position de fin de course, la cage s'appuie frontalement contre au moins l'une des butées. La course de la barre est ainsi fixée par la distance libre entre les butées se- lon l'invention. L'avantage de ce montage est de supprimer les autres bu- tées qui compliquent l'installation du palier à roulement comme par exemple le bec de la cage qui vient en saillie vers l'intérieur dans le man- chon. Les butées sont de préférence dirigées radialement vers l'extérieur, de chaque côté, de préférence en partant de la face frontale du manchon intérieur. Il est pour cela prévu un montage d'au moins deux butées opposées l'une à l'autre. Mais de chaque côté on peut également prévoir plusieurs butées. Les butées sont soit des pièces séparées, fixées au manchon intérieur par exemple par une soudure, ou encore comme le prévoit un mode de réalisation de l'invention, dans la même tôle que le manchon intérieur. Les butées constituent alors des pattes découpées dans la tôle et repliées perpendiculairement à l'axe longitudinal médian du manchon, radialement vers l'extérieur. Lors de l'enfilage de l'unité préassemblée, la cage s'appuie par les billes, correctement avec sa face opposée au logement contre les butées qui s'y trouvent et ne s'accroche pas. L'extension radiale et axiale des pattes sur la cage dépen- dent des paramètres de la construction environnante et des conditions de montage. Les pattes peuvent être en retrait axialement et radialement par rapport au contour de la cage. Il suffit d'assurer que les butées soutien- nent correctement la cage lors de son introduction dans le logement. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, chaque butée est formée dans la tôle du manchon intérieur et s'étend radialement vers l'extérieur, suffisamment pour que le point du contour extérieur de la butée radialement le plus à l'extérieur, dépasse au moins radialement exactement autant que le point radialement le plus à l'extérieur du contour extérieur de la cage du côté tourné vers la butée et le long de la face frontale de la cage. Les points radialement plus à l'extérieur du contour des butées sont toutefois suffisamment en retrait dans la direction radiale par rapport aux contours des billes, le plus à l'extérieur dans la direction ra- diale pour que les billes puissent rouler sur le chemin de roulement exté- rieur du manchon extérieur ou du logement même si les billes, du fait du fonctionnement, lors du mouvement de retrait élastique des chemins de circulation du manchon intérieur, reviennent radialement vers l'intérieur. La réalisation évoquée ci-dessus des butées garantit que lors de l'introduction de l'unité de préassemblage avec un décalage du mi- lieu dans le logement, par exemple le manchon extérieur, les butées sou- tiennent la cage avant le contact avec la rampe d'introduction. Du fait de leur extension radiale les butées sont toujours plus proches de la paroi du logement que la cage, et lors de l'introduction elles viennent contre le lo- gement, assurent le centrage de l'ensemble préassemblé par rapport au logement et permettent son introduction dans le logement. La cage se ca- che dans la direction longitudinale derrière les butées, et ainsi lors de l'enfilage de l'ensemble préassemblé elle ne risque pas de buter contre le logement et s'appuie normalement sous la charge des billes enfilées avec précontrainte contre les butées sans se gripper. Par un choix approprié du montage des butées sur le man- chon intérieur il importe peu si l'ensemble préassemblé selon l'invention est prévu pour un logement à section circulaire ou pour un logement avec une section de forme différente d'une section circulaire. Lors de l'enfilage de l'ensemble préassemblé dans le logement les butées s'appuient et pro- tègent le palier. Dans le cas de seulement deux butées contre un grand côté du manchon, les butées s'appuient contre ces grands côtés de préfé- rence dans un plan transversal commun qui coupe l'ensemble préassem- blé. En même temps les deux butées s'opposent de part et d'autre de l'axe longitudinal médian de l'ensemble préassemblé autant que possible sur ou près de droites du plan transversal commun et coupant l'axe longitudinal médian. En plus les butées doivent avoir une section aussi large que pos- sible dans la direction transversale et dans la direction longitudinale ou être aussi étendues que possible dans ces directions. Un tel montage évite de créer des efforts forcés (efforts de basculement) et le basculement qu'ils entraînent sur l'ensemble préassemblé lors de son enfilage. Enfin selon un développement de l'invention le manchon intérieur à une fente longitudinale unique et, au moins au niveau des chemins de roulement, il peut se déformer élastiquement et comporte des appuis partant de la tôle, vers l'intérieur pour s'appuyer contre la barre. Le manchon intérieur présente dans les deux directions, de chaque côté, deux butées s'appuyant contre la périphérie. Chacune des butées dépasse frontalement de la tôle du manchon intérieur et est rabattue perpendicu- lairement à l'axe longitudinal médian du manchon, vers l'extérieur. Cha- cune des butées s'étend de plus radialement vers l'extérieur suffisamment loin pour que le point radialement le plus à l'extérieur du contour exté- rieur de la butée soit au moins radialement aussi en saillie que le point du contour extérieur de la cage tourné frontalement vers la butée et longitu- dinalement le plus à l'extérieur et radialement le plus loin. De plus dans chaque position de fin de course, la cage s'appuie chaque fois par sa face frontale contre au moins l'une des butées. Un tel palier à roulement assure une installation optimale pour laquelle on ne rencontre pas les défauts évoqués ci-dessus. Le palier est de fabrication économique. Tous les avantages évoqués ci-dessus du palier à roulement selon l'invention et de sa réalisa- tion sont combinés dans ce mode de développement de l'invention. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 montre un exemple de réalisation d'un palier à roulement selon l'invention, - la figure 2 est une vue de côté du palier à roulement de la figure 1, Description détaillée du mode de réalisation La figure 1 montre un palier à roulement 1 pour une barre 2 mobile longitudinalement. La barre 2 a une section rectangulaire repré- sentée par un trait interrompu à la figure 1. Le trait interrompu qui en- toure le palier à roulement 1 représente la surface enveloppe intérieure d'un logement 6 non détaillé. La palier à roulement 1 est formé d'un man- chon intérieur 3, d'une cage 4 et d'organes de roulement 5 (dans le pré- sent exemple il s'agit de billes). Le manchon intérieur 3 est en tôle mise en forme; son côté supérieur fendu entoure partiellement la barre 2 dans la direction périphérique. Des appuis 3a formés dans la tôle du manchon intérieur 3 viennent contre la barre 2. Les chemins de roulement 3b sont élastiques souples et appuient les organes de roulement 5 contre le loge- ment 6. Le montage du palier à roulement 1 est sans jeu. La cage 4 ou- verte d'un côté chevauche ainsi en partie le manchon intérieur 3. Selon la figure 2, on a chaque fois deux organes de roule- ment 5 logés dans une poche 4a de la cage qui les tient et les guide. La cage 4 est montée coulissante longitudinalement sur le manchon intérieur 3 entre deux positions de fin de course A, B. Le manchon intérieur 3 comporte deux butées 3c sur cha- cun de ses grands côtés,. Les butées 3c sont prévues de chaque côté dans un plan en regard l'une de l'autre et elles viennent radialement en saillie vers l'extérieur. La plus courte distance libre (d)entre les butées 3c dans la direction longitudinale est la distance comprise entre les positions de fin de course A, B; elle correspond à la moitié de la course de déplacement de la barre 2. La cage 4 est représentée à la figure 2 dans une position inter- médiaire entre les deux positions de fin de course A et B et elle correspond à la moitié de la course de translation de la barre 2. La cage 4 est repré- sentée dans sa position intermédiaire à la figure 2 entre les deux positions de fin de course A et B; elle peut se déplacer longitudinalement à partir de cette position intermédiaire ou médiane en direction des positions de fin o0 de course A ou B suivant un mouvement longitudinal. Dans la position A ou B, la cage 4 vient avec sa face frontale 4b contre l'une des butées 3c. Les butées 3c sont rabattues vers l'extérieur, perpendiculairement à l'axe longitudinal médian du manchon intérieur. De chaque côté de la cage 4 on a chaque fois deux butées en saillie 3c. La figure 1 montre que le contour extérieur 7 de la butée 3c, dirigé radialement vers l'extérieur, chevauche le contour extérieur 8 de la cage 4. Le contour extérieur 7 de la butée 3c dépasse radialement au moins autant que le contour extérieur 8 de la cage 4, à l'endroit le plus en saillie, du côté tourné vers la butée 3c, frontalement le long de la cage 4. NOMENCLATURE 1 palier à roulement 2 barre 3 manchon intérieur 3a appui 3b chemin de roulement 3c butée 4 cage 4a poche 4b face frontale organe de roulement 6 logement 7 contour extérieur 8 contour extérieur REVENDICATIONS 1 ) Palier à roulement (1) pour le montage mobile longitudinalement d'une barre (2) à course longitudinale limitée dans le logement (6) d'un boîtier, le palier à roulement (1) se composant d'au moins un manchon intérieur (3) en tôle recevant la barre (2) et ayant des chemins de roulement (3b) pour des organes de roulement (5) dans une cage (4), dans lequel le manchon intérieur (3) entoure au moins partiellement la barre (2) dans la direction périphérique, la cage (4) entoure au moins partiellement le manchon inté- rieur (3), et les organes de roulement (5) sont tenus par la cage (4) au moins de ma- nière imperdable par rapport au manchon intérieur (3) et permettent à la cage (4) de coulisser longitudinalement par rapport au manchon intérieur (3) entre deux positions de fin de course, caractérisé en ce que le manchon intérieur (3) présente des butées (3c) radialement en saillie vers l'extérieur, avec de part et d'autre de la cage (4) au moins une butée (3c) en saillie, et la plus courte distance libre dans la direction longitudi- nale entre les butées (3c) correspond au moins à la moitié de la course de la barre (2), et dans chaque position de fin de course la cage (4) rencontre au moins l'une des butées (3c). 2 ) Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les butées (3c) dépassent frontalement de la tôle formant le manchon inté- rieur (3) et ces butées sont repliées perpendiculairement, par rapport à l'axe longitudinal du manchon intérieur (3), radialement vers l'extérieur. 3 ) Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque butée (3c) est formée dans la tôle du manchon intérieur (3) et s'étend radialement vers l'extérieur, suffisamment pour que le point du contour extérieur (7) de la butée (3c) radialement le plus à l'extérieur, dé- passe au moins radialement exactement autant que le point radialement le plus à l'extérieur du contour extérieur (8) de la cage (4) du côté tourné vers la butée (3c) et le long de la face frontale de la cage (4). 4 ) Palier à roulement selon la revendication 1, 11 -' comprenant un manchon intérieur (3) fendu longitudinalement une fois et élastique au moins au niveau des chemins de roulement (3b) ainsi que muni d'appuis (3c) partant intérieurement de la tôle et venant contre la barre (2), caractérisé en ce que de chaque côté le manchon intérieur (3) présente longitudinalement deux butées (3c) qui s'opposent dans la direction périphérique, chaque butée (3c) vient en saillie du côté frontal par rapport à la tôle du manchon intérieur (3) et elle est repliée radialement vers l'extérieur, per- pendiculairement à l'axe longitudinal médian du manchon intérieur (3) et chaque butée (3c) s'étend radialement vers l'extérieur, suffisamment pour que le point radialement le plus à l'extérieur du contour extérieur (7) de la butée (3c) dépasse radialement au moins autant que le point radialement le plus à l'extérieur et le plus en saillie du contour extérieur (8) de la cage (4), et dans chaque position de fin de course la cage (4) s'appuie chaque fois contre la face frontale d'au moins l'une des butées (3c).