FR2574502A1 - Guide rectiligne a billes, applicable notamment aux appareils de fabrication de semi-conducteurs en atmosphere propre - Google Patents
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Abstract
LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A EVITER LES INCONVENIENTS D'UN FORAGE DE DIAMETRE TROP ETROIT POUR LE PASSAGE DE RETOUR DES BILLES. SUIVANT L'INVENTION, LE GUIDE RECTILIGNE COMPREND UN RAIL ALLONGE2, UN CHARIOT4 POUVANT SE DEPLACER SUR CE RAIL2, UN TRAJET DE CIRCULATION6-9, 25 S'ETENDANT DEPUIS ENTRE LEDIT RAIL2 ET LEDIT CHARIOT4 ET A TRAVERS CE MEME CHARIOT, PUIS A NOUVEAU ENTRE LEDIT RAIL2 ET LEDIT CHARIOT4, CE TRAJET DE CIRCULATION6-9, 25 COMPORTANT, SUR AU MOINS UNE PARTIE DE CE TRAJET, UN TUBE24 INSERE DANS LEDIT CHARIOT4, AINSI QU'UN CERTAIN NOMBRE D'ELEMENTS DE ROULEMENT20 DISPOSES DANS CE TRAJET DE CIRCULATION6-9, 25, CES ELEMENTS DE ROULEMENT20 CIRCULANT, TOUT EN ROULANT, DANS CE TRAJET DE CIRCULATION AU COURS DU MOUVEMENT DUDIT CHARIOT4, AFIN DE FACILITER CE MOUVEMENT DU CHARIOT. L'INVENTION TROUVE UNE APPLICATION AVANTAGEUSE SUR LES APPAREILS DE FABRICATION DE SEMI-CONDUCTEURS EN ATMOSPHERE PROPRE.
Description
- I - La présente invention concerne les guides rectilignes dans
lesquels un chariot coulisse sur un rail allonge, et plus particulière-
ment à des perfectionnements apportés au trajet de circulation des bil-
les dans un guide rectiligne miniature.
Comme guide rectiligne utilisant un guide a roulement, on en connaet un qui comprend un rail allonge, un chariot en forme de selle
(section transversale en forme de C) comprenant un corps et des couver-
cles d'extrémité, et un certain nombre de billes permettant au chariot de coulisser sur ce rail. Le rail de ce guide rectiligne présente des gorges ménagees dans ses surfaces latérales opposées, parallèlement à l'axe médian (direction longitudinale) du rail, tandis que le corps du chariot présente des gorges ménagees en regard des précédentes, les deux jeux de gorges étant voisins et en regard l'un de l'autre, constituant ainsi un passage pour les billes. Un perçage traversant qui présente un diamètre légèrement supérieur au diamètre des billes et qui fonctionne comme passage de retour de ces billes se trouve ménage dans le corps du chariot suivant une disposition juxtaposée audit premier passage, ce perçage traversant et ledit premier passage étant reliés ensemble par un jeu de passages incurvés en forme de demi-tore ménages par ailleurs dans
les couvercles d'extrémité, ce qui constitue ainsi un trajet de circula-
tion fermé dans lequel peuvent circuler les billes, le chariot pouvant
coulisser axialement sans effort sur le rail grâce au roulement des bil-
les. Lorsqu'on fabrique ce guide rectiligne, on réalise le trou traversant à l'aide d'une opération de forage utilisant un foret, mais, dans la mesure o ce trou traversant est un trou profond, il en résulte que sa formation exige un certain nombre d'opérations d'usinage. Plus précisément, dans un guide rectiligne miniature, le nombre des opérations d'usinage est si élevé qu'il constitue un goulot d'étranglement dans la fabrication. La raison en est que le diamètre de ce perçage traversant est aussi faible que 1 à 3 mm, alors que sa longueur est aussi élevée que à 50 mm, de sorte que le rendement de l'usinage est faible et que cela exige un temps prolongé d'usinage, tandis que par ailleurs le foret se trouve souvent endommagé et que par ailleurs le perçage traversant a tendance à présenter une flèche, étant entendu que, dans le cas d'une telle flèche du perçage traversant, il se cree une différence de niveau dans le trajet de circulation des billes, ce qui provoqueune circulation - 2- peu satisfaisante des billes, signifiant souvent l'obtention de produits défectueux.
C'est pourquoi la présente invention a pour objet d'élimi-
ner les inconvénients mentionnés ci-dessus, qui sont propres à la tech-
nique antérieure. Le but essentiel de l'invention est de prévoir, dans un guide rectiligne miniature, des moyens permettant de constituer d'une manière précise et efficace un perçage traversant servant de passage de
retour des billes.
Ce but s'atteint en prévoyant dans un corps un perçage pré-
sentant un diamètre bien plus élevé que le diamètre des billes, en in-
troduisant de force dans ce perçage un tube présentant un diamètre inté-
rieur legèrement supérieur au diamètre initialement requis des billes,
et en utilisant l'alésage de ce tube comme passage de retour des billes.
Ainsi, l'invention a pour objet un guide rectiligne, carac-
térisé en ce qu'il comprend un rail allongé, un chariot pouvant se dépla-
cer sur ce rail, un trajet de circulation s'étendant depuis entre ledit rail et ledit chariot et à travers ce même chariot, puis à nouveau entre ledit rail et ledit chariot, ce trajet de circulation comportant, sur au moins une partie de ce trajet, un tube inseré dans ledit chariot, ainsi qu'un certain nombre d'éléments de roulement disposés dans ce trajet de circulation, ces éléments de roulement circulant, tout en roulant, dans ce trajet de circulation au cours du mouvement dudit chariot, afin de
faciliter ce mouvement du chariot.
Pour un tel agencement, on réalise le diamètre du perçage foré à l'aide d'un foret, beaucoup plus grand que le diamètre des billes,
si bien que la précision du forage peut être améliorée et que l'effica-
cité dé l'usinage peut se trouver grandement accrue. Par ailleurs, on peut choisir comme matériau pour le tube engagé de force dans le perçage traversant un tube en matière plastique étiré, qui est peu onéreux, le nombre des opérations d'usinage qui sont necessaires pour introduire de
force ce tube dans le perçage traversant se trouvant très faible.
Jusqu'à présent, pour réaliser un passage de retour de bil-
les d'un faible diamètre, on a ménagé un perçage traversant en utilisant un foret d'un petit diamètre, sensiblement égal au diamètre des billes, et par conséquent le nombre des opérations d'usinage s'en trouvait accru, et le foret se brisait ou le perçage traversant présentait une flèche, ce qui a souvent conduit a l'obtention de produits peu satisfaisants. Par -3contre, conformément à la présente invention, le passage de retour des billes se trouve constitué par l'alésage d'un tube engagé de force dans un perçage traversant d'un grand diamètre. En conséquence, ce perçage traversant, ayant un diamètre correspondant au diamètre extérieur du tube, qui est plus grand que le diamètre des billes, peut se réaliser par forage, ce forage devenant, si le diamètre du foret devient élevé, d'une efficacité remarquable, de sorte que l'inconvénient mentionné plus haut peut se trouver élimine par la présente invention. Par ailleurs, en choisissant convenablement le matériau du tube, il devient possible
d'améliorer partiellement le fonctionnement du trajet de circulation.
C'est ainsi par exemple que, si l'on utilise un tube réalisa en matière plastique imprégnée d'un lubrifiant, cela amènera comme avantages le fait qu'il est facile d'introduire de force le tube dans le perçage traversant, le fait que le frottement de circulation est faible, le fait que l'abrasion est également faible et enfin le fait que l'usinage
est aisé.
Ainsi, la présente invention offre un résultat excellent dans la mesure o l'on peut améliorer la précision d'usinage du passage de retour qui constituait un goulot d'étranglement dans la fabrication d'un guide rectiligne, et que l'on peut augmenter l'efficacité de l'usinage et ainsi réaliser de manière peu onéreuse le guide rectiligne considéré.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-
sortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif
et en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation avantageux d'un guide rectiligne conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale prise sui-
vant un plan contenant le plan de circulation des billes du guide recti-
ligne de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en perspective de ce guide recti-
ligne de la figure 1, - la figure 4 représente une surface d'extrémité du corps, et montre plus particulièrement, de manière schématique, un passage incurvé, - la figure 5 est une vue à plus grande échelle, montrant les détails d'une cavité ménagée dans un couvercle d'extrémité, cette vue
correspondant au plan de coupe de la ligne A-A de la figure 4.
- 4 -
Dans le mode de réalisation conforme à l'invention repré-
senté sur ces figures, le guide rectiligne comprend un rail allongé 2 de section transversale sensiblement rectangulaire, un chariot 4 à section transversale en forme de selle, c'est-à-dire en forme de C, monté sur ce rail 2, et un certain nombre de billes 20 roulant et agis- sant en tant que guide de roulement lorsque le chariot 4 se déplace de manière rectiligne le long du rail 2. Ce chariot 4 comprend un corps 8,
un jeu de couvercles d'extrémité 10a, 10b et un jeu de plaques d'étan-
chéité 12a, 12b.
Ce guide rectiligne conforme au présent mode de réalisation présente une forme symétrique par rapport à un plan vertical contenant
l'axe médian longitudinal du rail 2, de sorte que, dans la description
suivante, on omettra la partie commune de description concernant une
partie latérale délimitée par ledit plan vertical.
Des gorges 6, dans lesquelles peuvent rouler des billes, se
trouvent ménagées dans les surfaces latérales opposées du rail 2, sui-
vant le sens longitudinal de celles-ci et parallèlement à ce rail. Conmme le montre la fig. 1, le corps 8 présente une forme analogue à une selle et il offre des surfaces latérales intérieures faisant face aux surfaces latérales opposées du rail 2, tandis que des gorges 9, dans lesquelles
les billes peuvent rouler, se trouvent ménagées dans ces surfaces laté-
rales intérieures. Ces gorges 9 et ces gorges 6 sont contigUes et se font face l'une a l'autre, la zone délimitée par ces gorges constituant
un passage de guidage 14 qui forme une partie du passage des billes 20.
La forme en section transversale de ce passage de guidage 14 est analogue à une gorge en forme de voûte gothique comme le montre la fig. 1. Dans ce cas, les billes 20 s'appuient contre ce passage de guidage 14 en quatre
points d'appui 22a, 22b, 22c et 22d. Ainsi, lorsque par exemple une char-
ge se trouve appliquée vers le bas sur le chariot 4, cette charge est supportée par les points d'appui 22a et 22d. Inversement, lorsqu'une
charge est appliquée vers le haut sur le chariot 4, cette charge se trou-
ve supportée par les points d'appui 22b et 22c.
La figure 2 montre une vue en coupe longitudinale suivant un
plan contenant la ligne A-A du guide rectiligne présentée sur la figure 4.
Comme le montre cette figure 2, un perçage traversant 16, qui offre un diamètre beaucoup plus grand que le diamètre des billes 20, se trouve ménagé dans le corps 8 en arrière de la gorge 9 et suivant une disposition juxtaposée au passage de guidage 14, tandis qu'un tube 24 se trouve engagé - de force dans ce perçage traversant 16. L'alésage de ce tube 24 fournit un passage de retour 25 pour les billes, son diamètre étant légèrement supérieur au diamètre de ces billes 20. Le matériau de ce tube 24 peut
être du métal ou de la matière plastique.
On peut mentionner a titre d'exemple que des appareils permettant de fabriquer des semi-conducteurs ou éléments analogues se trouvent utilisés dans une atmosphère propre, et il est nécessaire qu'ils ne contaminent pas l'atmosphère, si bien que, lorsqu'on utilise dans ces appareils le guide rectiligne conforme à la présente invention, si le
tube 24 est réalisé en matière plastique, les billes 20 peuvent se trou-
ver empêchées de produire une poudre d'abrasion lorsqu'elles se dépla-
cent dans le passage 25 de retour des billes, si bien que l'atmosphère propre ne se trouve pas contaminée. Par ailleurs, si ce tube 24 se trouve réalisé en une matière plastique contenant de l'huile, imprégnée à l'aide d'huile lubrifiante, il ne sera pas nécessaire d'utiliser la graisse que l'on emploie dans le cas d'un métal, et il n'y aura par conséquent pas de risque que l'atmosphère se trouve contaminée par la vaporisation de graisse. Comme matières plastiques contenant de l'huile convenables, on peut citer des polyacétals contenant de l'huile, des polyamides contenant
de l'huile, des polyesters contenant de l'huile, etc...
Le jeu de couvercles d'extrémité 10a et O10b présente des cavités incurvées sensiblement semi-circulaires respectivement 17a et 17b. Ces cavités 17a et 17b sont réalisees de manière à être reliées respectivement à une extrémité du passage de retour 25 et à une extrémité du passage de guidage 14. Au niveau des jonctions entre les cavités 17a, 17b et le passage de retour 25, des chanfreins se trouvent ménagés sur les parties extrêmes du passage de retour 25 et des saillies 18a et 18b,
épousant ces chanfreins, se trouvent réalisées sur les côtés des couver-
cles d'extrémité, ces couvercles d'extrémité 10a et 1Ob se positionnant
grâce à la venue en prise de ces saillies 18a, 18b et de ces chanfreins.
Les autres extrémités des cavités 17a et 17b constituent des parties de
ramassage de billes 15a et 15b qui pénètrent dans les gorges 6 du rail.
Des trous 28 et 29 sont des trous taraudés servant au montage des couver-
cles d'extrémité.
Comme il ressortira de la description qui précède, le passa-
ge de guidage 14, le passage de retour 25 et les passages incurvés 19a,
19b constituent ensemble un trajet de circulation fermé dans lequel cir-
culent les billes (voir figure 2).
- 6 - Pour assembler ce guide rectiligne, on fixe tout d'abord le couvercle d'extrémité lob en même temps que la plaque d'étanchéité 12b sur une extrémité du corps 8 au moyen de vis 26, on le monte sur le rail 2 de manière a amener la gorge 6 et la gorge 9 en regard l'une de l'autre et à constituer ainsi le passage de guidage 14, on introduit des billes 20 dans l'alésage du tube en passant par l'autre extrémité du corps, et on introduit alors les billes 20 dans la cavité 17a du couvercle d'extrémité encore non assemblé 10a, en empêchant la chute
des billes à l'aide de graisse, et on fixe enfin ce couvercle d'extrémi-
té 10a en même temps que la plaque d'étanchéité 12a sur le corps à
l'aide de vis 26.
Lorsque le chariot 4 se déplace vers la gauche, lorsqu'on regarde la figure 2. les billes situées dans le passage de guidage 14 formé par le rail 2 et le corps 8 du chariot, roulent dans ce chariot et le supportent, ces billes 20, du fait du mouvement de coulissement du chariot 4, roulant dans ce passage de guidage 14 et se déplaçant vers la droite par rapport au corps 8, en étant ramassées par la partie de ramassage 15b situeée a la partie extrême du corps 8, pour passer a travers le passage incurvé 19b et dans le passage de retour 25 Jusque
dans le passage incurvé opposé 19a, et à nouveau dans le passage de gui-
dage 14 situé entre le corps et le rail, supportant ainsi, à roulement,
le chariot par rapport au rail 2, si bien que ce chariot 4 coulisse-axia-
lement sans effort.
Le fonctionnement lorsque le chariot se déplace vers le droite est analogue à ce qui vient d'être décrit et n'a donc pas besoin
d'être repris.
Dans le guide rectiligne conforme à la présente réalisation, des chanfreins sont prévus sur les parties extrêmes du passage de retour
et des saillies réalisées sur les bords des cavités des couvercles d'ex-
trémité pour s'engager-dans ces chanfreins, si bien que les couvercles
d'extrémité se trouvent positionnés par rapport au corps et que par con-
séquent,ces couvercles se fixant tout simplement à ce corps à l'aide de
vis 26, ces couvercles peuvent être assemblés en des positions convena-
bles. Sur les dessins, la référence 30 désigne encore des trous de boulonnage servant au montage du rail, et la référence 31 désigne des
perçages taraudés servant au montage du chariot.
- 7 -
Claims (9)
1. Guide rectiligne, caractérisé en ce qu'il comprend un rail allongé (2), un chariot (4) pouvant se déplacer sur ce rail (2), un trajet de circulation (14-17a-25-17b) s'étendant depuis entre ledit rail (2) et ledit chariot (4) et à travers ce même chariot, puis à
nouveau entre ledit rail (2) et ledit chariot (4), ce trajet de circula-
tion (14-17a-25-17b) comportant, sur au moins une partie de ce trajet, un tube (24) insére dans ledit chariot (4), ainsi qu'un certain nombre d'éléments de roulement (20) disposés dans ce trajet de circulation
(14-17a-25-17b), ces éléments de roulement (20) circulant, tout en rou-
lant, dans ce trajet de circulation au cours du mouvement dudit chariot
(4), afin de faciliter ce mouvement du chariot.
2. Guide rectiligne selon la revendication 1, caractérisé
en ce que ledit tube (24) est réalisé en matière plastique.
3. Guide rectiligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube (24) est réalisé en matière plastique contenant de
l'huile, imprégnée à l'aide d'huile lubrifiante.
4. Guide rectiligne caractérise en ce qu'il comprend un rail allongé (2) présentant des gorges (6) ménagées suivant son sens axial, un chariot (4) comprenant un corps en forme de selle présentant des gorges (9) au voisinage et en regard des gorges (6) de ce rail (2), et un jeu de couvercles d'extrémité (10a, 10b) montés sur les extrémités opposées dudit corps (8), un certain nombre de billes (20) roulant dans un trajet de circulation (14-17a-25-17b) formé par ce rail (2) et ce chariot (4), ce trajet de circulation comprenant un passage de guidage (14) formé par les gorges (6) du rail (2) et les gorges (9) du corps (8), un passage (25) de retour des billes ménage dans ledit corps (8) suivant une disposition juxtaposée à ce passage de guidage (14), et un jeu de passages incurvés (17a, 17b) ménages dans lesdits couvercles d'extrémité (O10a, 10b) de manière à relier le passage de guidage (14) au passage de retour (25), ce passage de retour (25) comprenant un tube (24) engagé de force dans un perçage traversant (16) qui s'étend a travers
ledit corps (8).
5. Guide rectiligne selon la revendication 4, caractérisé
en ce que ledit tube (24) est réalisé en matière plastique.
6. Guide rectiligne selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tube (24) est réalisé en matière plastique contenant de
l'huile, imprégnée à l'aide d'huile lubrifiante.
- 8 -
7. Guide rectiligne selon la revendication 4, caractérise en ce que le positionnement entre le corps (8) et les couvercles
d'extrémité (10a, lob) s'accomplit par un engagement entre des chan-
freins réalisés sur les parties extrêmes du tube (24) et des saillies (18a) réalisées sur les parties extrêmes des couvercles d'extrémité
(loa, lob).
8. Guide rectiligne selon la revendication 4, caractérisé en ce que les gorges (6, 9) réalisées dans le rail (2) et le corps (8)
sont en forme de voûte gothique.
9. Guide rectiligne selon la revendication 4, caractérisé en ce que les couvercles d'extrémité (lOa, lob) sont fixes, en mime temps qu'une plaque d'étanchéité (12a, 12b) disposée à l'extérieur, sur
ledit corps (8) à l'aide de vis (26).
Applications Claiming Priority (1)
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| JP59259460A JPS61136805A (ja) | 1984-12-08 | 1984-12-08 | リニアガイド装置 |
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| FR2574502A1 true FR2574502A1 (fr) | 1986-06-13 |
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| FR (1) | FR2574502B1 (fr) |
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