Brevet FR2028150A1 — publié le 19701009

L'invention concerne un dispositif pour réajuster la position de supports transversaux dans des machines-outils à un montant -ou à deux montants telles que des fraiseuses à portique, des perceuses à portique, des raboteuses à portique, des recti-fieuses planes à portique, et des tours à plateau horizontal, ainsi que des combinaisons de ces machines . Lorsque des chariots lourds se déplacent sur des supports transversaux, ceux-ci subissent des modification?; de position par rapport aux montants du fait que les arbres porte-outil sont charges de façon différente suivant la .position du ou des chariots et subissent des allongements différents correspondants. En général, on remédie à cet inconvénient au moyen d'un niveau à bulle ou à dispositif électronique, ou d'une lunette autocolli-matrice qui permettent de réajuster les arbras Jusqu'à correction de la position du support transversal. Ces dispositifs permettent d'agir sur des engrenages compensateurs qui sont prévus à l'extrémité supérieure de.-s arbres. ï-iais ces dispositifs connus présentent l'inconvénient de ne pas avoir une précision de réglage suffisante pour assurer la précision d'usinage des surfaces de la pièce. En outre, si l'on tient compte de l'extension en longueur d'un arbre transporteur, 'on ne tient pas compte de celle du deuxième, ce qui provoque un changement de position de la traverse dans le sens vertical. On a déjà essayé de diminuer cet inconvénient en mettant sous tension préalable les deux arbres transporteurs, mais cette mesure est insuffisante pour assurer une précision satisfaisante -le l'usinage de la pièce indépendamment de la position du ou des chariots porte-outil sur le support transversal. Un renforcement du calage du support transversal n'a pas non plus permis d'obtenir une amélioration suffisante. L'invention se propose en conséquence de réaliser un dispositif .'onctioanaat suivant un principe différant de celui des dispositifs connus et qui assure une précision supérieure à celle de ces dispositifs connus. Ce résultat est obtenu par l'invention au moyen de dispositifs de traction hydrauliques ou électriques agissant sur les extrémités inférieur's des arbres porte-outil, avec une tension préalable qui varie en fonction de la charge exercée sur les extrémités des arbres par la position du chariot, de façon à compléter celle-ci jusqu'à une valeur constante de 60592 2 2028150 tension totale. On peut à cet effet prévoir par exemple à l'extrémité supérieure non filetée de l'arbre mais au-dessous de son appui supérieur, ma --lément mesureur de tension tel qu'un extensomètre è fil d'acier , qui mesure la tension à cet endroit et la maintient constante psr l'intermédiaire d'un dispositif de traction approprié. Un mode de réalisation encore plus simple consiste en une eomnan.de de la tension préalable en fonction du déplacement, c'est-à-dire en fonction de la position du ou des chariots sur le support transversal. Ce mode de commande est particulièrement peu sujet aux dérangements et fonctionne de façon particulièrement précise, car il travaille pratiquement linéairement suivant la distance du ou des chariots à l'axe de l'arbre ou à tout autre point de référence fixe sur le support transversal» Lorsqu'il est prévu plusieurs chariots sur le support transversal, il y a lieu d'additionner ou de .soustraire les deux distances des chariots au point de référence. Le dispositif utilisé peut être hydraulique ou pneumatique, le palier inférieur de l'arbre étant muni d'un piston ou coopérant avec un piston qui coulisse dans un cylindre fixe, par exemple solidaire du montant. Entre le piston et l'extrémité inférieure de l'arbre peuvent être également prévus des dispositifs rie transmission, de sorte qu'il est possible de faire fonctionner le cylindre par exemple en position horizontale si les conditions de place disponible ou d'autres raisons d'ordre cons-tructif font apparaître cette solution comme judicieuse. i;ans le cas d'un dispositif électrique, on peut prévoir à l'extrémité inférieure de l'arbre un engrenage, du type engrenage compensateur connu, et dans ce cas, il est avantageux d'Intercaler entre le point d'application de la force de traction et 1'-xtrénité inférieure de l'arbre un paquet de ressorts pour réaliser la compensation ainsi que pour utiliser sa caractéristique élastique. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif se présente sous une forme inverse de celle qui vient l'être décrite, c'est à dire que comme dans les dispositifs compensateur^ connus , les extrémités inférieures des arbres sont montées fixes, et des engrenages compensateurs agissent alors sur les extrémités supérieures*des arbres; mais ces engrenages r- <> m xf, 70 QOltëf 3 2028150 compensateurs ne sont pas actionnés par auto-collimation, '.mais. "'*■ . ■ jpr Usesure des tensions dans l'arbre ou par les modifications de i position du ou des chariots. r\ s ■ 5 exemple une fraiseuse à portique du type classique. On supposera que le poids de la traverse est de 12 t et le poids du chariot de 8 t, tua seul chariot étant utilisé. Lorsque le chariot est en position médiane, chaque arbre supporte une charge égale à la - moitié du poids de là traverse augmentée de la moitié du poids 10 ~'J du chariot, soit 10 t. D'après l'invention, dans cette position mMiafne du chariot, chaque arbre est soumis à une tension préa-■ -•* laible[ supplémentaire de 10 t. Les arbres supportent donc chaeclg v ufLg Charge de 10 t au-dessous de l'écrou de traverse et de 20 t - au^-dèssus de cet écrou. Lorsque le chariot quitte sa position • V *. ■ . jç- ' 1§ ~ miiiapie pour se déplacer d'un côté, il faut maintenir constante o#frt^ charge totale au-dessus de l'écrou de traverse. Si par . v: t' ^çèmpie, le chariot se déplace jusque devant l'arbre de droite, C^ui^ci supporte une change égale à la moitié du poids de la travers e plus la totalité du poids du chariot, c'est à dire une 20 chargé de 14 t. Par contre, l'arbre de gauche supporte uniqUe-- - . ment une charge correspondant à la moitié du poids de la traverse, c'est à dire égale à 6 t. Si l'invention n'était pas ap-pliquée, on aurait alors sur la partie d'arbre située au-dessus-*> fi V ' â'é1 l'écrou de traverse une charge de 24 t sur l'arbre df droite' : 25 - et une charge de 16 t sur l'arbre de gauche. En raison de la mo-* difioàtion de tension préalable proposée par l'invention, il fàéb • donc augmenter la charge de l'arbre de gauche d'une quantité dë-'' y*: " - 4"t au moyen du dispositif de traction suivant l'invention, et \ faire-subir à la charge de l'arbre de droite une diminution de 30 4 t, fte sorte que les deux arbres se retrouvent chargés à'20 t. Etant donné que la charge de l'arbre sous l'effet du poids=du chariot est une fonction linéaire de la position du «chariot sur la traverse, il existe des.relations mathématiques t simples qui permettent de commander directement les charges ad-35 ditioMnelles en fonction de la position du chariot sur la traverse.i Lorsqu'il existe plusieurs chariots sur une seule tra-: trerse, les forces dépendant des positions des différents cha-■ , ri©ts;doivent être conjuguées par simple addition ou soustrac-? : 40 tion-Ée façon à donner naissance à une résultante. Des appareils ~ ■■■r» :• ; . ' -.■■■■■ ' - - - . ,r. 00592 4 2028150 de co.rjïiande appropriés pour le réglage de la force supplémentaire à laquelle doit être soumis l'arbre, c'est à dire par con-séquent des appareils de commande fonctionnant en fonction" de la longueur de parcourt, sent connus et ne font pas partie de l'invention. Dans certains cas particuliers, notaient lorsqu'on veut obtenir une précision poussée et que les poids des chariots varient, co.n/:e cela peut se produire quand on monte sur ces chariots des ensembles suxjplémentaires, il peut être prévu, suivant l'invention, que la comraande s'effectue par l'intermédiaire de r ® "k boîtes dynamométriques placées dans la tête d'arbre/au moyen desquelles on mesure la force agissant sur l'arbre, l'égalité de tension dnns les deux arbres étant établie par l'intermédiaire d'un couplage compensateur et du dispositif suivant l'invention pour réaliser une c.large supplémentaire. Cette mesure prend une importance particulière pour le fraisage avec avance vertical de la travers e• Il est évident que dans le dispositif suivant l'invention les montants du portique de la machins sont également en permanence soumis "à une tension constante, le sorte que dans ce cas aussi les déformations ne se modifient pas. Cet état de fait se répercute de façon avantageuse sur la pr-''cision da travail d'une machine-outil suivant l'invention. L'invention peut également recevoir une autre application pour de.>: naciineï-ontils à un seul montant : ce qui importe dans ce cas, c'est vue le couple de flexion variable qui résulte 'e la position, variable elle aussi, du chariot sur la traverse, soit naintenu constant corn \e décrit précédemment pour les arbres à propos de nachines-outils à deux montants, cette dernière mesure devant elle aussi être aise en application. C'est ainsi qu'il est possible de prévoir à l'extrémité supérieure du montant un tirant ou ai dispositif de pression au moyen duquel le support transversal est maintenu toujours, en position horizontale en fonction du couple de flexion variable provoqué par la position du cn-riot. Le tirant peut être fixé au montant sur un coulis s ;:au particulier, de telle façon qu'on a également la possibilité de compenser la modj.fication de position de la traverse provoquée par le jeu dans le:T guidages du support transversal sur le montant. ' Les déformations du montant lui-même peuvent être BAD OfttC'NAL ' w;- ,>v 70 00592 " 2028150 compensées par des tirants ou des éléments analogues agissant sur le montant supérieur sous un angle aigu et à l'extérieur de la zone de pivot erasnt du montant. Inversement, on peut provoir à 1'extrémité supérieure du montant des bras antagonistes corres-5 pondants pour le support transversal, qui peuvent aussi pivoter . en même temps eue le support transversal dont les extrémités libres extérieures sont sollicitées par es tirant;; ou éléments analogues qui aboutissent au pied du montant et dont la force de traction est réglée de telle façon qu'aussi bien la position 10 _ horizontale que la position en hauteur du support transversal soient maintenues constantes indépend&Liiaent de la position du ou des chariots» Cette disposition qui vient d'être décrite correspond dOxic à peu près à la sise en application de la compensation du couple de rotation dans les grues à marteaux. 15 L'invention sers, mieux comprise à la lecture de la des cription faite ci—après, à titre dlexemple et avec référence au dessin annexé qui représente en élévation une machine-outil à portique ayant deux montants et deux chariots, les parties non essentielles à la compréhension de l'invention n'ayant pas été 20 représentées. Le portique de la aachine représentée se compose d'un montant droit 1 et d'un montant gauche 2 reliés par une poutre Des arbres porte-outil 4 et 5 sont montés à l'intérieur des montants dans des paliers de poussée longitudinaux supérieurs 6 25 et soiit mis en rotation par l'intermédiaire d'engrenages à vis sans fin 7. un support transversal c peut être déplacé en hauteur au moyen d'écrous 9• Sur le support 6 coulissent deux chariots 10 et 11 qui, sur la figure, sont représentés e^i position symétrique. 3C Alix extrémités inférieures des montants 1 et 2 sont prévus des appuis 12 dans lesquels, suivant l'invention, sont montés à'poste fixe des vérins 13. Des pistons 14 mobiles dons ces.cylindres ont leurs faces supérieures reliées chacune à un conduit sous pression 1p. Des tiges de piston 15 transmettent 35 la force du piston a des douilles de paliers 17 à l'intérieur desquelles les extrémités inférieures 18 des arbres sont montées par l'intermédiaire de roulements a billes 19. Les paliers 17 s,.nt calés en rotation dans les appuis 12 mais sont mobiles dans le sens longitudinal. 40 La commande de la pression s'effectue au moyen d'un 'AU'OiAO UAS fUO ORIGINAL^ 70 00592 6 2028150 extensomètre à fil d'acier non représenté, disposé à l'extrémité supérieure de chaque ar'ore et qui sert de servo-régleur pour le moteur 20 d'une pompe hydraulique 21 associée à chaque arbre. Cette pompe refoule dans un conduit 23 un fluide sous pression 5 contenu dans un réservoir 22, et l'envoie d'une p-.;rt dans le conduit 15 aboutissant au piston 13 et, d'autre part à un papillon 24 et à une vanne de réglage comportant un obturateur 27 et un canal 2o, commandé électriquement par un relais 25 et sollicité par un ressort de rappel 26, de sorte que l'huile peut revenir 10 par un conduit 2g dans un réservoir 30 qui peut être également combiné avec le réservoir 22. RAD OWÔVMÀk 2028150 HIlV^iiDICÀTIGITS 1) Dispositif pour le réajustement de la position de supports transversaux sur des machines-outils à un ou à deux montants, comportant des chariots porte-cutils mobiles sur le support transveraal, caractérisé p.\r des dispositifs de traction par exemple électriques ou hydrauliques (13, 14, 16, 17, 1 r]/apis sent sur les extrémités inférieures (15) des arbres porte-outils (4 ) et les soumettent à une tension préalable qui varie en fonc tion de la charge supportée par les extrémités des arbres en rai son de la position du-chariot et qui complète cette charge de fa çon à réaliser une charge totale constante. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prévoit un dispositif de commande pour les dispositifs de traction (13» 14» 15» 17» 19)» qui agit en fonction de la distance du ou des chariots (10, 11) sur le support transversal (6) ainsi qu'éventuellement un dispositif de commande par addition ou soustraction. 3) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par un piston (14) qui agit sur le palier inférieur (19) de l'arbre (4) et qui coulisse dans un cylindre (13) monté à poste fixe, par exemple solidaire du montant ou par un engrenage compensateur correspondant actionné électriquement . 4) Dispositif suivant la revendication 3» caractérisé par un paquet de ressorts intercalé sur le parcours de transmission entre le pjston (14) ou l'engrenage et l'extrémité de 1'arbre. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4» caractérisé en ce que l'extrémité inférieurs de l'arbre est fixe et l'extrémité supérieure de l'arbre est ruobile (inversion cinématique de la revendication 1). 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'arbre porte-outil et/ou au montant et/ou à la, traverse de machines-outils à un seul montant, éventuellement en utilisant des tirants qui engendrent des couples résistants. 00592