Brevet FR3053417A1 — publié le 20180105

Cage de palier linéaire L'invention concerne une cage de palier linéaire, comprenant un corps de base de forme cylindrique creuse le long d'un axe, dans laquelle des pièces terminales sont disposées dans les régions d'extrémité axiales du corps de base afin de former des zones de renvoi de corps de roulement, dans laquelle un certain nombre d'évidements s'étendant dans la direction de l'axe sont disposés sur la périphérie du corps de base, et dans lesquels des pistes de roulement pour des corps de roulement sont insérées. Des cages de palier linéaire de cette nature sont connues depuis longtemps. Les pièces cylindriques creuses sont configurées de façon à être munies d'éléments de roulement sphériques répartis autour de la périphérie, afin d'être déplaçables en translation sur une partie d'arbre. On connaît en l'occurrence des variantes cylindriques creuses fermées de cages de palier linéaire, qui entourent la partie d'arbre sur tout son pourtour. En outre, on utilise également des variantes ouvertes, qui présentent en un point de la périphérie une fente s'étendant en direction axiale, c'est-à-dire qui n'entourent pas la totalité du pourtour de l'élément d'arbre. En outre, des cages de palier linéaire de cette nature se distinguent aussi essentiellement par le fait qu'elles peuvent être une fois des cages "rigides" et une fois des cages "à réglage d'angle". Dans la forme de réalisation rigide, les pistes de roulement (c'est-à-dire les parties de roulement en acier, qui sont munies d'une piste de roulement pour les billes sur le côté orienté radialement vers l'intérieur, et s'appuient par le côté orienté radialement vers l'extérieur sur une partie de structure, c'est-à-dire un boîtier) sont appuyées à plat dans la région située radialement à l'extérieur. Elles présentent par conséquent une capacité de charge élevée, mais elles ne peuvent toutefois pas s'écarter et s'adapter en cas d'écarts angulaires. Au contraire, dans la version à réglage d'angle, il est prévu que les pistes de roulement reposent sur la partie de 3053417 2 structure par leur côté situé radialement à l'extérieur à la manière d'une bascule, par laquelle il est possible ici que des écarts angulaires entre la partie d'arbre et la partie de structure puissent être compensés (les angles de basculement se situent en l'occurrence la plupart du temps dans l'ordre de 5 grandeur de 30 minutes d'angle); les pistes de roulement ne sont donc dans ce cas appuyées qu'au milieu par une saillie s'étendant radialement vers l'extérieur sur leur côté arrière, de telle manière qu'elles puissent en service "osciller" d'un angle déterminé (angle de réglage). 10 Pour des charges particulièrement lourdes, on connaît en outre également des variantes dites "Heavy" comportant un nombre accru de pistes de roulement. On peut ainsi atteindre des niveaux de charge plus élevés. Pour les types de paliers à réglage d'angle, on utilise un corps de base de cage 15 séparé, c'est-à-dire prévu de façon autonome. La réalisation de cette possibilité de réglage d'angle, c'est-à-dire l'aptitude à "osciller", peut être obtenue en utilisant des pistes de roulement dotées d'un côté extérieur bombé; c'est-à-dire que la surface des rails de piste de roulement orientée vers l'extérieur est de forme bombée en section radiale. 20 Il est également connu de cercler le palier linéaire entièrement assemblé avec une bague métallique et ainsi de l'agrandir radialement dans la région centrale. Dans l'état monté, le palier linéaire peut dès lors "osciller" de la façon expliquée. Toutefois, l'épaisseur de la piste de roulement est ainsi 25 réduite sur toute son extension longitudinale. On utilise aussi souvent, comme on l'a déjà mentionné plus haut, des pistes de roulement qui présentent dans la région centrale axiale une surélévation ou un bombage sur le côté radialement extérieur, afin de permettre ainsi un 30 "effet d'oscillation". Dans chacun des cas précités, le rôle de la cage est de maintenir les pistes de roulement (c'est-à-dire les rails de piste de roulement) et de garantir la circulation des billes sur la marche avant et la marche arrière. Ceci est vrai 3053417 3 pour tous les types de paliers mentionnés, c'est-à-dire pour les variantes "rigides" et celles "à réglage d'angle", de même que pour les types ouverts ou ouverts (fendus). 5 L'oscillation précitée, c'est-à-dire la possibilité d'un réglage d'angle, est rendue possible par la forme extérieure de la cage. Comme on l'a expliqué, on utilise à cet effet des corps de base de cage spécialement fabriqués, exactement comme pour la configuration "rigide". Dans ce dernier cas, le diamètre extérieur de la cage correspond à l'alésage du boîtier. Dans le cas des cages à 10 réglage d'angle, le diamètre extérieur est cependant légèrement plus petit, afin de permettre le réglage d'angle. Un effet technique du montage, auquel il faut être attentif, est le suivant: le palier linéaire (en particulier dans le cas de pistes de roulement droites sur le 15 côté extérieur) est généralement fixé dans la partie de structure, c'est-à-dire la plupart du temps un boîtier, au moyen de vis ou de graisseurs. Dans le cas où le boîtier a de bout en bout un diamètre extérieur plus petit, il n'y a pas d'effet de verrouillage de la cage de palier linéaire dans le boîtier; un effet de verrouillage dans le boîtier n'est atteint que lorsque l'arbre est introduit. Si la 20 piste de roulement présente la surélévation précitée dans la région radialement extérieure, qui est censée permettre ladite "oscillation", l'effet de verrouillage est cependant présent, c'est-à-dire que la cage de palier linéaire maintient sa position axiale dans le boîtier après le montage même sans autres précautions. 25 Le problème à la base de l'invention est de développer une cage de palier linéaire du type mentionné dans l'introduction, de telle manière qu'il existe une cage universelle, qui convient au choix d'une part pour le support rigide d'un composant et d'autre part pour le support avec réglage d'angle du 30 composant. De plus, l'effet de verrouillage précité doit en principe être présent. 3053417 4 L'invention concerne une cage de palier linéaire, comprenant un corps de base de forme cylindrique creuse le long d'un axe, dans laquelle des pièces terminales sont disposées dans les régions d'extrémité axiales du corps de base afin de former des zones de renvoi de corps de roulement, dans laquelle 5 un certain nombre d'évidements s'étendant dans la direction de l'axe sont disposés sur la périphérie du corps de base, et dans lesquels des pistes de roulement pour des corps de roulement sont insérées Conformément à l'invention, la solution de ce problème est caractérisée en ce 10 que le corps de base présente une surface extérieure cylindrique avec un rayon de base, qui présente dans une région centrale axiale une section de rayon accru. La section de rayon accru présente en l'occurrence de préférence une surface 15 extérieure cylindrique. Elle est de préférence centrée entre les extrémités axiales du corps de base. L'extension axiale de la section de rayon accru vaut de préférence entre 8 (3/0 et 20 % de l'extension axiale du corps de base. 20 Le rayon accru vaut de préférence entre 100,5 % et 105 % du rayon de base. Les pistes de roulement peuvent présenter une surface extérieure, qui se situe en permanence sur un rayon, en particulier sur le plus grand rayon. Cette 25 forme de réalisation est alors prévue pour un appui "rigide". Cependant, il est également possible que les pistes de roulement présentent une surface extérieure, qui correspond à la forme du corps de base, donc avec la surface extérieure cylindrique avec le rayon de base et avec le rayon accru dans la région centrale; cette forme de réalisation est alors prévue pour une solution 30 avec réglage d'angle. Le corps de base est de préférence réalisé en forme de pièce moulée par injection en matière plastique en une seule pièce. En l'occurrence, la section 3053417 5 de rayon accru est en particulier moulée d'une seule pièce avec le reste du corps de base. Les corps de roulement sont la plupart du temps des billes. 5 La cage de palier linéaire peut également présenter en un point de la périphérie une fente s'étendant dans la direction de l'axe. Il est ainsi possible de réaliser une seule et même cage de palier linéaire par le 10 choix correspondant des rails de piste de roulement et par le montage desdits rails de piste de roulement dans la cage, des cages aussi bien "rigides", c'est-à-dire sans réglage d'angle, que des cages "à réglage d'angle". Dans les solutions connues antérieurement, on s'est toujours attaché à des corps de base de cage individuels, selon que l'on avait besoin d'une variante "rigide" ou 15 "à réglage d'angle". Alors que jusqu'à présent on avait donc besoin pour chaque taille de construction de deux corps de base de cage différents qui devaient être tenus en stock, il est possible par la solution de l'invention de réaliser les deux 20 solutions à partir d'un seul corps de base de cage par taille de construction. Selon l'invention, la forme extérieure du corps de base de cage a donc été adaptée comme on l'a indiqué, notamment à la géométrie des pistes de roulement. 25 Etant donné que selon l'invention la forme extérieure de la cage et notamment du corps de base de cage est adaptée à la forme arrière de la plaque de piste de roulement à réglage d'angle, le même corps de base de cage peut avantageusement être utilisé aussi bien pour des variantes rigides que pour 30 des variantes à réglage d'angle. La courbure du corps de base de cage en son milieu axial assure de façon simple un effet de verrouillage de la cage de palier linéaire dans le boîtier. Par de simples petites corrections d'outil de l'outil de moulage par injection, avec 3053417 6 lequel la cage est fabriquée, on peut au besoin obtenir une adaptation dudit effet. La force de maintien, qui fixe la cage de palier linéaire dans le boîtier, existe 5 donc indépendamment du fait qu'il s'agit d'une variante rigide ou à réglage d'angle. Une déformation de la cage dans la région centrale à cause d'un diamètre extérieur légèrement surdimensionné en vue d'obtenir l'effet de verrouillage 10 dans le boîtier n'a aucune influence négative sur les canaux des billes, surtout sur les zones de renvoi, qui sont relativement robustes par leur technique de fabrication. Par conséquent, on peut résumer comme suit les avantages de la solution 15 selon l'invention: Il ne faut qu'un seul corps de base de cage (par taille), pour réaliser des variantes de palier linéaire d'une part rigides et d'autre part à réglage d'angle. 20 On réalise ainsi une économie de coût, parce qu'il ne faut qu'un seul outil de moulage par injection de matière plastique pour le corps de base de cage d'une taille. Il faut aussi moins d'autres composants (par exemple des anneaux de fermeture), ce qui réduit les frais logistiques et diminue les coûts de stockage. 25 Il existe également un avantage de construction, parce qu'il ne faut prévoir qu'une seule cage (en matière plastique) par taille (mêmes anneaux de fermeture pour les deux variantes, donc moins de frais lors de l'adaptation des composants individuels). 30 La force de verrouillage dans le boîtier peut être aisément produite et reste la même pour les deux variantes. Il n'y a pas non plus lieu de craindre des effets négatifs sur le fonctionnement du palier. 3053417 7 On peut utiliser la même forme extérieure de la cage pour la variante ouverte ou fermée de la cage, même aussi dans le cas des paliers linéaires de type "Heavy". 5 Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins. Dans ceux-ci: La Fig. 1 montre schématiquement dans une vue latérale une cage de palier linéaire, dans laquelle on a représenté dans la moitié supérieure de 10 l'image une exécution comme palier rigide et dans la moitié inférieure de l'image une exécution comme palier à réglage d'angle, La Fig. 2 est une représentation en perspective d'un palier linéaire selon l'invention, dans laquelle il est prévu une exécution en forme de 15 palier rigide, et La Fig. 3 est une représentation en perspective d'un palier linéaire selon l'invention, dans laquelle il est prévu une exécution en forme de palier à réglage d'angle. 20 Dans la Figure 1, on a représenté schématiquement dans une vue latérale une cage de palier linéaire 1, à l'intérieur de laquelle un certain nombre de billes 7 (voir les Fig. 2 et 3) sont guidées en circulation pour supporter en mouvement linéaire un boîtier (non représenté) disposé radialement à l'extérieur contre un 25 arbre (non représenté) situé radialement à l'intérieur. De tels paliers linéaires sont connus dans l'état de la technique. La cage de palier linéaire 1 comprend un corps de base 2, qui s'étend sous forme cylindrique creuse dans la direction d'un axe a, et qui se compose d'une pièce moulée par injection en matière plastique; il se trouve en outre des pièces terminales 3 et 4 disposées 30 axialement aux extrémités, qui font partie d'un guidage de circulation des billes. Autour de la périphérie du corps de base 2, un certain nombre d'évidements 5 (voir Fig. 2 et 3) sont formés dans le corps de base 2, dans lequel une piste de 3053417 8 roulement 6 (plaque de piste de roulement) est disposée dans chaque évidement 5, dans ce cas rectangulaire. A ce stade, la forme de construction représente une construction connue de cage de palier linéaire. 5 Il est cependant essentiel à présent que le corps de base 2 présente une surface extérieure cylindrique 8 avec un rayon de base r, qui présente dans une région centrale axiale M une section 9 avec un rayon accru R. Il convient de faire remarquer que dans la Figure 1 la surélévation radiale de la région centrale M dotée d'un rayon accru est fortement exagérée dans la 10 représentation. La section 9 de rayon accru s'étend sur une extension axiale h, qui représente environ 10 % à 15 % de l'extension axiale c du corps de base 2. Dans la Figure 1, on peut voir dans la moitié supérieure de l'image qu'une 15 piste de roulement 6 (représentée en trait interrompu) a été introduite dans les évidements 5, laquelle est de forme plane ou cylindrique (c'est-à-dire que la surface se situe suivant un rayon) dans le côté situé radialement à l'extérieur et qu'elles forment après le montage dans un boîtier un agencement rigide de la cage de palier linéaire 1. Cette solution est illustrée 20 dans la Figure 2. Dans la Figure 1, on peut cependant voir également dans la moitié inférieure de l'image qu'une piste de roulement 6 (représentée en trait interrompu) a été introduite dans les évidements 5, laquelle n'est pas de 25 forme plane ou cylindrique continue sur le côté situé radialement à l'extérieur, mais que son tracé suit la surface extérieure du corps de base 2. De cette manière, la surface extérieure 10 de la piste de roulement 6 est certes cylindrique dans les régions latérales, mais dans la région centrale M la surface extérieure 10 suit cependant l'accroissement radial du corps de base. 30 La cage de palier linéaire 1 est ainsi configurée, avec les pistes de roulement 6 visibles dans la moitié inférieure de l'image, pour une forme à réglage d'angle de la cage 1 (donc pour "osciller"). Une telle solution est illustrée dans la Figure 3. REVENDICATIONS1. Cage de palier linéaire (1), comprenant un corps de base (2) de forme cylindrique creuse le long d'un axe (a), dans laquelle des pièces terminales (3, 4) sont disposées dans les régions d'extrémité axiales du corps de base (2) afin de former des zones de renvoi de corps de roulement, dans laquelle un certain nombre d'évidements (5) s'étendant dans la direction de l'axe (a) sont disposés sur la périphérie du corps de base (2), et dans lesquels des pistes de roulement (6) pour des corps de roulement (7) sont insérées, caractérisée en ce que le corps de base (2) présente une surface extérieure cylindrique (8) avec un rayon de base (r), qui présente dans une région centrale axiale (M) une section (9) de rayon accru (R). 2. Cage de palier linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section (9) de rayon accru (R) présente une surface extérieure cylindrique. 3. Cage de palier linéaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la section (9) de rayon accru (R) est centrée entre les extrémités axiales du corps de base (2). 4. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'extension axiale (b) de la section (9) de rayon accru (R) vaut entre 8 % et 20 % de l'extension axiale (c) du corps de base (2). 5. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rayon accru (R) vaut entre 100,5 % et 105 (3/0 du rayon de base (r). 6. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les pistes de roulement (6) présentent une surface 3053417 10 extérieure (10), qui se situe en permanence sur un rayon, de préférence sur le plus grand rayon (R). 7. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 5 caractérisée en ce que les pistes de roulement (6) présentent une surface extérieure (10), qui correspond à la forme du corps de base (2) avec la surface extérieure cylindrique (8) avec le rayon de base (r) et avec le rayon accru (R) dans la région centrale (M). 10 8. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le corps de base (2) avec la section (9) de rayon accru (R) est réalisé en forme de pièce moulée par injection en matière plastique en une seule pièce. 15 9. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les corps de roulement (7) sont des billes. 10. Cage de palier linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle présente en un point de la périphérie une 20 fente s'étendant dans la direction de l'axe (a).