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Schaeffler Technologies PDB 35 1

Programme Schaeffler des vis d’entraînement

Fonctiondes vis d’entraînement

L’entraînement est composé d’une vis et d’un écrou. L’écrou se déplace en translation sur la vis grâce à la rotation de celle-ci et transforme ainsi le mouvement de rotation de l’entraînementen mouvement de translation. Il est solidaire de la construction adjacente et déplace ou positionne le composant axialement.La direction de charge principale de la vis d’entraînement est axiale, une charge radiale n’est pas admissible. La vis d’entraînementpeut être soumise à une charge axiale dynamique importante.

Ecrous Les écrous sont disponibles soit à flasque soit cylindriques et comme écrou simple ou double écrou. Les écrous préchargés (écrous doubles) permettent une précision de positionnement et une rigidité élevées. Les écrous à flasque sont particulièrement faciles à monter car ils sont vissés à la construction adjacente.

Vis Le filetage de la vis est obtenu par roulage ou par rectification. La vis peut être entraînée directement ou indirectement. Elle est supportée par un roulement d’un côté ou des deux côtés. Le montage classique se fait généralement avec un palier fixe/palier libre. Du côté palier fixe, on utilise de préférence des roulements à deux rangéesde billes à contact oblique très rigides qui supportent des charges radiales et axiales élevées développés spécialement pour les visd’entraînement. Outre les nombreuses formes d’usinage standards,les extrémités des vis peuvent également être usinées selon plan client.

Vis à billes,à rouleaux satellites età rouleaux planétaires

Schaeffler propose une vaste gamme de vis à billes, de vis à rouleaux satellites et de vis à rouleux planétaires pour de nombreux domaines d’application en construction automobile et mécanique ainsi que pour le domaine de la manutention et de l’automatisation, figure 1 :■ vis à billes KGT, voir page 2■ vis à rouleaux satellites RGT, voir page 5■ vis à rouleaux planétaires PWG, voir page 9.

� Vis à billes KGT� Vis à rouleaux satellites RGT

� Vis à rouleaux planétaires PWG

Figure 1Vis d’entraînement 00

01A1

7A00

01A1

7A

2 PDB 35 Schaeffler Technologies


Critères de sélection Les critères de sélection pour les vis d’entraînement sont essentiellement liés aux exigences telles que :■ la précision de positionnement■ la rigidité■ l’absence de jeu/précharge■ les charges de base (capacité de charge axiale)■ la durée de vie nominale■ la vitesse de rotation■ la charge axiale admissible de la vis (flambage)■ le moment résistant■ le fonctionnement silencieux (bruits)■ le pas.Veuillez consulter Schaeffler pour les conseils sur les produits ainsi que pour la détermination et le calcul des paliers.

Vis à billes Pour les vis à billes KGT, la transmission des charges de la vissur l’écrou est assurée par les billes. L’écrou (écrou cylindrique ouécrou à flasque) à un système à recirculation qui permet aux éléments roulants de recirculer.Les vis à billes ont les caractéristiques techniques suivantes :■ capacité de charge élevée grâce à un nombre élevé de billes■ fonctionnement silencieux et régulier■ sécurité de fonctionnement et fiabilité grâce au système interne

à recirculation des billes■ écrou facile à monter■ écrou avec étanchéité (en option).

Déformation axiale, précharge Les vis à billes Schaeffler ont un angle de contact de 45°. Les efforts d’entraînement extérieurs engendrent une charge axiale Fa. Celle-ci génère une déformation axiale en fonction de la précharge.Dans le cas d’un écrou simple, la précharge est obtenue en utilisant des billes de diamètre plus grand. Il y a donc quatre pointsde contact par élément roulant, c’est à dire les éléments roulants sont en contact en quatre points avec les chemins de roulement.Les écrous doubles obtiennent leur précharge en intercalantune entretoise qui permet d’avoir une disposition en O des écrous. Les éléments roulants ont donc deux points de contact avecles chemins de roulement. Classes de précharge, voir tableau, page 3.


Classes de préchargepour vis à billes

1) Sur demande.2) C = charge dynamique de base.

Précision Selon les conditions d’utilisation et l’application, différentes exigences sont demandées quant à la précision des vis à billes.Les vis à billes Schaeffler ont la classe de précision T7, voir tableau. La classe T5 est livrable sur demande.

Classes de précisionpour vis à billes roulées

1) Classe de précision standard.2) Autres tolérances selon DIN 69051-3 (ISO 3408-3).3) Sur demande.

Etanchéité Les écrous de la vis, à quelques rares exceptions près, ont une étanchéité par passage étroit ou une étanchéité par labyrinthe(en fonction du type d’écrou) et sont ainsi protégés contreles impuretés.Des étanchéités frottantes peuvent être livrées en option pour certaines séries.S’il y a risque de pénétration de poussières ou de corps étangers dans l’écrou de la vis, des mesures d’étanchéité supplémentaires doivent être prises.

Lubrification Les vis à billes doivent être lubrifiées. Le choix de la lubrificationà l’huile ou à la graisse résulte de considérations techniques, économiques et écologiques.L’écrou est prégraissé avec un lubrifiant de haute qualité.Nous conseillons, pour le regraissage, l’utilisation de graissesau savon de lithium ou au savon complexe de lithium à base d’huile minérale. La viscosité de l’huile de base doit se situer entre ISO-VG 68 et ISO-VG 100.Si les vis à billes doivent être relubrifiées à l’huile, veuillez nous consulter.

Température de fonctionnement Les vis à billes peuvent être utilisées pour des températuresde fonctionnement de –10 °C à +80 °C. Une température maximale de +100 °C mesurée sur l’extérieur de l’écrou est possible pendant une courte période.

Diamètre de vis Classe de précharge

dw V0 V11) V21)

standard jeu nul Préchargéjeu axial max.mm mm mm

06, 08, 10, 12, 14 0,05 0 env. 3% · C2)

16, 20, 25, 32, 40 0,08

50, 63, 80 0,12

Ecart Classe de précision

T53) T71)

�m �m

Défaut de pas pour un déplacement axialde 300 mm 2)selon DIN 69051-3

23 52



Pas Les pas P livrables pour les vis à billes sont indiqués dans le tableau; dw = diamètre de la vis, lw = longueur de la vis.

Pas de la vis à billes

Pas de la vis à billes(suite)

1) Diamètre de bille standard 4,762 mm.

Désignation Dimensionsen mm

Masse Pas P

dw lw m 1 2 2,5 3 4

max. kg/m

KGS06 à KGS80

06 900 0,22 ● – – – –

08 1 200 0,39 ● ● ● – –

10 1 200 0,62 – ● – ● ●

12 3 000 0,89 – ● – – –

14 3 000 1,21 – ● – – –

16 3 000 1,58 – – – – –

20 3 000 2,47 – – – – –

25 6 000 3,85 – – – – ●

32 6 000 6,31 – – – – –

40 6 000 9,86 – – – – –

50 6 000 15,41 – – – – –

63 7 200 24,47 – – – – –

80 7 600 39,46 – – – – –

● Filetage à droite.

Désignation Dimensions Pas P

dw 5 6 10 16 20 25 32 40

mm

KGS06 à KGS80

06 – – – – – – – –

08 – – – – – – – –

10 – – – – – – – –

12 ● – – – – – – –

14 – – – – – – – –

16 ●, ■ – ● ● – – – –

20 ●, ■ – – – ● – – –

25 ●, ■ – ▲, ●1) – – ● – –

32 ●, ■ – ● – ● – ●

40 ●, ■ ● ● – ● –

50 – – ● – ● –

63 – – ● – ● –

80 – – ● – ● –

● Filetage à droite.■ Filetage à gauche en option.▲ Diamètre de la bille 3,5 mm, adapté pour l’écrou KGM25�10-2D3.


Vis à rouleaux satellites Pour les vis à rouleaux satellites RGT, la transmission des efforts est faite par les flancs de filets des rouleaux. Le nombre de surfaces en contact étant nettement plus élevé que pour les vis à billes, les visà rouleaux satellites peuvent supporter des charges nettement plus élevées.Les vis à rouleaux satellites ont un pas beaucoup plus petit que les vis à billes. Sans la recirculation des billes, contrairement aux KGT, elles permettent d’obtenir une grande douceur de fonctionnement.Pour les écrous en deux parties préchargés, la capacité de charge est, à cause de la longueur de portée des rouleaux en contact (pas plus petit), moins importante que pour les écrous monoblocs.

Conceptiondes vis à rouleaux satellites

Les vis à rouleaux satellites sont composées, comme les vis à billes, d’une vis et d’un écrou. Des rouleaux satellites sont disposés en parallèle dans l’écrou. Si la vis est en rotation, les rouleaux satellites tournent sans déplacement axial avec un mouvement planétaire autour de la vis. Les dentures synchronisent la rotation de l’écrou et des satellites de manière à empêcher le déplacement axial. De cette manière, on obtient une grande précision de positionnement.Les vis à rouleaux satellites Schaeffler sont livrables prêtsau montage dans différentes versions et avec les composants correspondants. Les vis se distinguent essentiellement par l’exécution de l’écrou.

Caractéristiques Les vis à rouleaux satellites se caractérisent par :■ une grande capacité de charge axiale■ une rigidité axiale élevée■ un faible pas■ des bruits de fonctionnement faibles■ un montage et un démontage simple de l’écrou■ une sécurité de fonctionnement élevée■ une précision de positionnement élevée.

Domaines d’application Grâce à leur rigidité et leur capacité de charge axiale élevées,les vis à rouleaux satellites sont particulièrement utilisées dansles machines-outils de précision, les machines de mesure,les robots industriels ainsi qu’en productronique et en mécanique de précision.



Vis d’entraînement les vis sont livrables en version standard et spéciale. La matière utilisée est un acier trempé superficiellement. Le filetage est rectifié et à plusieurs filets.

Rouleaux filetés Les rouleaux ont des tenons à chaque extrémité. Les tenonsdes rouleaux sont guidées parallèlement à l’axe dans les alésages des rondelles porte-rouleaux Les extrémités dentées des rouleaux s’engrènent dans celles des couronnes de l’écrou. Les rouleaux filetés ont un filet unique et les flancs du filet sont bombés.Les rouleaux roulent à l’intérieur de l’écrou sans glissement.Ils ne se déplacent donc pas axialement vers l’écrou puisqueles composantes axiales des points de contact des deux éléments sont identiques.

Ecrous d’entraînement Schaeffler livre des écrous cylindriques et des écrous à flasque.Des couronnes avec denture intérieure sont fixées aux extrémitésde l’écrou. La denture des couronnes s’engrène dans la denture du rouleau. Les tenons des rouleaux sont guidés dans les rondelles porte-rouleaux montées dans les couronnes. Les rouleaux sont ainsi maintenus à mêmes distances. Les rondelles porte-rouleaux tournent dans l’écrou et évitent la pénétration de grosses impuretés dans l’écrou. Des anneaux d’arrêt maintiennent les rondelles porte-rouleaux. Le filetage de l’écrou est identique au filetagede la vis et comporte plusieurs filets.Les écrous sont préchargés en usine. La précharge réglée ne doit pas être modifiée.

Classes de précision Les vis à rouleaux satellites sont disponibles dans la classede précision KL 10 ou sur demande dans la classe de précisions supérieure KL 5, voir tableau.

Classes de précision

1) Ecart sur une longueur filetée de 315 mm.2) Sur demande.

Classe de précision Tolérance du pas1)

mm

KL 10 (standard) �0,01

KL 52) �0,005


Précision du pas Les entraînements par vis à rouleaux satellites ont une précisionde pas élevée, figure 2. Cette précision est atteinte grâce des procédés de fabrication particuliers.Les valeurs maximales pour l’écart du pas Epm et la plage des écarts du pas VUP figurent dans le tableau. Elles sont uniquement valables pour des longueurs de référence jusqu’à 1800 mm.

Précision du pas

1) LU en mm (longueur filetée utile et longueur de référencepour la mesure de la précision du pas).

Longueur filetée utile etlongueur de référence

Classe de précision

LU1) KL 5 KL 10

mm �m �m

de à Epm VUP Epm VUP

0 315 5 5 10 10

315 400 6 5 11 10

400 500 7 6 13 11

500 630 8 6 14 12

630 800 9 7 18 14

800 1 000 10 8 19 15

1 000 1 250 12 9 22 17

1 250 1 600 14 10 27 20

1 600 1 800 17 12 34 23

� Plage pour la distance de mesure totale� Longueur filetée

� Ecart du pas

Figure 2Diagramme de la variation du pas 00

01A1

A400

01A1

A4



Précharge Les vis à rouleaux satellites sont préchargées en usine. La précharge augmente la rigidité et la précision de positionnement de la visà rouleaux satellites ; elle influence également le moment résistant de l’écrou et ainsi le couple d’entraînement et la durée de viede la vis à rouleaux satellites.

Rigidité La rigidité d’une vis à rouleaux satellites est influencée par :■ la précharge de l’écrou■ le nombre de paliers■ le type et la dimension du roulement■ les entraxes des paliers■ la précharge du roulement■ la longueur de la vis■ les dimensions des corps de palier.La rigidité d’une vis à rouleaux satellites augmente avec la précharge de l’écrou. Si une charge agit sur la vis à rouleaux satellites,des déformations élastiques se produisent sur tous les éléments supportant la charge. La déformation totale se calcule essentielle-ment à partir des valeurs de déformation de l’écrou, de la vis etdes roulements de paliers.

Vitesse de rotation Les vis à rouleaux satellites Schaeffler peuvent être utilisées pour des applications avec des vitesses de rotation élevées.La vitesse de rotation admissible pour les vis à rouleaux satellites dépend :■ du diamètre nominal et de la longueur de la vis non supportée■ du type de palier de vis■ de la lubrification.Pour une vis en rotation, la vitesse limite au flambage est à prendre en compte comme la limite supérieure pour la plage de vitesses.Si des vis à rouleaux satellites fonctionnent avec des vitessesplus élevées que la vitesse maximale admissible, la douceur de fonctionnement et la durée de vie sont diminuées.

Lubrification Les vis à rouleaux satellites peuvent être lubrifiées à l’huile ouà la graisse et fonctionnent essentiellement dans le domainedu frottement mixte. Si d’autres éléments de la machine sont lubrifiés à l’huile, les vis d’entraînement devraient, de préférence, être raccordées au système d’alimentation en huile existant.Les vis à rouleaux satellites sont graissées avec une graisse ausavon complexe de baryum à base d’huile diester KPE2K–30 selon DIN 51825.Sur demande, les vis d’entraînement peuvent également être livrées conservées à sec ou à l’huile. L’huile utilisée est compatibleavec les graisses et huiles à base d’huile minérale et diester.Pour les graisses polyurées avec agents épaississants, veuillez nous consulter.En présence de fortes charges (C0/P �1,5), un graissage en continu est nécessaire.

Température de fonctionnement Les vis à rouleaux satellites conviennent pour des températuresde fonctionnement de –40 °C à +130 °C.

Autres informationssur les vis à rouleaux satellites

Les vis à rouleaux satellites présentées sont décrites en détail dans la publication RGT.


Vis à rouleaux planétaires Les vis à rouleaux planétaires PWG sont une nouveauté dansle programme de Schaeffler, figure 3. Ces entraînement se caracté-risent par leur très hautes performances.Pour les vis à rouleaux planétaires, la transmission des efforts est faite par les flancs des rouleaux, la vis et l’écrou. Grâce au grand nombre de points de contact, elles permettent d’obtenir une capacité de charge axiale très élevée. Grâce à leur très faible pas,de petits entraînements (sans réducteur) peuvent générerdes charge axiales élevées en fonctionnement.

Conception de la visà rouleaux planétaires PWG

Les vis à rouleaux planétaires PWG sont composées d’une vis et d’un écrou cylindrique ou d’un écrou à flasque. Les écrous cylindriques à flasque diffèrent uniquement par leur type de fixation sur le chariot.Dans l’écrou, les satellites sont disposés parallèlement à l’axe.Les satellites roulent uniformément sur la vis et l’écrou.La vis à rouleaux planétaires est définie pour des températuresde –10 °C à +80 °C.

Figure 3Vis à rouleaux planétaires PWG 00

01A1

A500

01A1

A5



Transmission des charges C’est uniquement l’effort de contact entre la vis, les satellites et l’écrou qui transmet la rotation, comparable à la transmissionà roues de friction. Cette transmission d’efforts génère du glissement. Le glissement dépend essentiellement de la charge axiale et du pas de la vis.

Pas Le pas global de la vis à rouleaux planétaires ne correspond pas,en raison du glissement, au pas de la vis. Lors du positionnement,il faut faire la différence entre le pas global de l’entraînement etle pas de la vis.

Prêt au montage L’écrou est livré prêt au montage. Lors du montage, l’écrou cylin-drique est glissé dans l’alésage du chariot et fixé avec un couvercle. Une clavette permet d’éviter la rotation de l’écrou monté dansle chariot.L’écrou à flasque est fixé au chariot par l’intermédiaire de visde fixation.

Préréglage sans jeu L’écrou est réglé sans jeu. Le réglage de la précharge pendant et après le montage n’est pas nécessaire.

Lubrification et étanchéité L’écrou d’une vis à rouleaux planétaires PWG est prégraissé eta une étanchéité par passage étroit à chaque extrémité du chariot. L’écrou cylindrique est regraissé par la vis. L’écrou à flasqueest muni d’un trou de graissage qui permet le graissage par la construction adjacente.

Durée de vie nominale La durée de vie nominale L10 est calculée à partir de la théoriedu roulement avec l’équation conventionnelle de durée de vie.

L10 106 toursDurée nominale en millions de tours, atteinte ou dépassée par 90%de roulements apparemment identiques et en nombre suffisant,fonctionnant dans les mêmes conditions avant l’apparition des premiers signes de fatigue de la matièreC NCharge dynamique de baseP NCharge dynamique équivalente pour les roulements et les butéesp –Exposant de durée de vie, pour vis à rouleaux planétaires : p = 3.


Avantages Caractéristiques des vis à rouleaux planétaires :■ entraînement très économique■ capacité de charge élevée grâce au grand nombre de points

de contact■ rigidité axiale élevée■ préchargé sans jeu■ très faibles pas (� 1 mm)■ grande douceur de fonctionnement

(pas de recirculation d’éléments roulants)■ conception simple et robuste■ très hautes performances■ grandes fiabilité et sécurité de fonctionnement.

Domaine d’application élargi En raison des très hautes performances, les vis à rouleaux planétaires conviennent parfaitement comme actionneursde charges avec la possibilité de remplacer des axes hydrauliquespar des actionnements électromécaniques plus économes en énergie.

Réduction d’encombrementpossible grâce à une capacité

de charge élevée

La capacité de charge dynamique C d’une PWG est presque trois fois supérieure à celle d’une KGT (exemple : diamètre nominal dela vis dw = 63 mm, longueur de l’écrou L = 200 mm), figure 4. Compte tenue de la capacité de charge, la vis à rouleaux planétaires permet de remplacer une vis à billes de dimensions nettementplus importantes. De ce fait, la construction adjacente peut alors être conçue plus petite.

Comparaison des charges de basePWG, RGT, KGT

La figure 4 représente la comparaison de la capacité de charge dynamique C des vis à billes, vis à rouleaux satellites et à rouleaux planétaires en fonction des différents diamètres de vis dw.Là encore, la capacité de charge de la vis PWG est nettement supérieure.

Palier Les excellentes performances d’une vis à rouleaux planétaires engendrent des charges axiales élevées. Dans ce cas, deux roule-ments à une rangée de billes à contact oblique disposés en O en tant que palier fixe présentent des avantages. Des roulements à aiguilles conviennent comme palier libre.Le tenon d’entraînement de la vis à rouleaux planétaire possède une rainure de clavette.Schaeffler propose cet ensemble complet pré-assemblé,voir tableau de dimensions.

C = capacité de charge dynamiquedw = diamètre de la vis

� Vis à rouleaux planétaires PWG� Vis à rouleaux satellites RGT

� Vis à billes KGT

Figure 4Capacité de charge dynamique –

PWG, RGT, KGT

0001

A16A

0001

A16A


Entraînement à rouleaux planétairesAvec écrou cylindriqueAvec écrou à flasque

Ecrou cylindrique

0001

A73E

0001

A73E

1) Raccordement à la lubrification selon DIN 3405-D.

Tableau de dimensions (en mm)

Ecrou cylindrique Ecrou à flasque

Dési-gnation

Masse Dimensions Cotes de montage Dési-gnation

Masse Dimensions

m �D L b a t LB BL2 m �D �D1 L B

� g � g

PWM09 192 28 41 14 3 1,95 6 2,15 PWMF09 267 28 48 41 40

PWM12 214 30 41 12 4 2,55 6 2,15 PWMF12 290 30 52 41 40

PWM15 249 35 41 12 4 2,55 6 2,15 PWMF15 327 35 58 41 44


Ecrou à flasque

0001

A740

0001

A740

Diamètrede la vis

Pasdu système

Données avec écrou cylindrique ou écrou à flasque

Cotes de montage Charges de base Rende-ment

Glisse-mentdyn. stat.

da N1 L1 L5 G11) dw p C C0 �

N N % %

38 6 10 5 5,9 9,350,75

16 000 18 00057 0,1

2,25 80 0,59

42 6 10 5 5,9 12,670,72

25 000 28 00052 0,08

2,86 83 0,59

47 6,6 10 5 5,9 14,97 2,11 34 000 38 000 71 0,26


Vis à rouleaux planétairesAvec paliers de vis

Ensemble avec paliers pré-assemblés1)

0001

A73D

0001

A73D

1)

Tableau de dimensions (en mm)

Dési-gnation

Vis à rouleaux planétaires Palier de la vis (exigence minimale)

Pasglobal

dw Coupled'entraîne-mentmaximal

Ecrou Palier libre Palier fixe Ecrouà enco-ches

Cotes de montage

Vitesselimite

Roult à billesà contact oblique,disposition en OP nG ds LF LFZ R

Nm min–1 �

PWG090,75

9,35 9,24 5 000 NKI7/16 2�7202-B-TVP ZM6 5 27 35 622,25

PWG120,72

12,67 17,24 5 000 NKI7/16 2�7301-50-TVP ZM8 7 29 37 692,86

PWG15 2,11 14,97 27,41 5 000 NKI9/16 2�7303-60-TVP ZM10 9 32 40 75

� Tenon d’entraînement avec rainure de clavette� Ecrou à encoches� Palier fixe� Palier libre

Schaeffler France SAS

93 route de BitcheBP 3018667506 HaguenauTéléphone +33 (0)3 88 63 40 40Télécopie +33 (0)3 88 63 40 41Internet www.schaeffler.frE-mail [email protected]

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© Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG

Edition : 2014, février

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PD

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