Brevet FR2201164A1 — publié le 19740426

La présente invention concerne les supports réglables destinés à transporter et mettre en place des pièces de grandes dimensions, en particulier de poids élevés (de l'ordre de dizaines de tonnes), devant être usinées sur de grosses maohines-outils. La mise en place précise de pièoes de grandes dimensions sur de grosses machines-outils ou en regard de oelles-oi, présente un certain nombre de difficultés. Cette mise en place est, en général, assurée par une série de supports de dimensions et de forme convenables, qu'il y a lieu de régler par approximations suooessives en modifiant très légèrement la position en hauteur et la position dans le sens horizontal de la pièce supportée. Les réglages nécessaires pour le déplacement vertical sont, en général, assurés assez facilement par les supports de type oonnu qui, b cette fin, utilisent des vérins à vis ou des coins lotionne par vis, pouvant être entraînés par un moteur b impulsions, ou directe- ment par un moteur asservi par un dispositif d'auto-alignement, qui assure une mise en place précise. De tels dispositifs sont généralement placés entre une table supérieure du support et une embase inférieure fixe. En raison des grandes dimensions et du poids élevé de der- taines pièces à usiner, il faut employer un grand nombre de support (en général quatre) et leur mise en place précise, surtout lorsqu'il ne s'agit d'effectuer que des réglages de faible amplitude, est rendue diffioile par les frottements considérables entre la pièce et ces supports. L'obligation l'effectuer des déplacements aussi faibles (parfois micrométriques) dans un plan horizontal et aveo une grande préoi- avion, pose un problème technique qui, jusqu'à présent, n'a pas été résolu de façon sarisfalsante. Le procédé appliqué ujsqu'à ce jour pour effectuer de faibles déplacements dans un plan horizontal exige la mise en oeuvre de forces extrêment grandes et des manoeuvres très pénibles qu'il serait très difficile de rendre automatiques. L'invention a donc pour objet un support permettant d'imprimer à une pièce à usiner des déplacements même micrométriques, en tous sens dans un plan horizontal. Ce support présente un frottement oorsidErable- ment réduit entre ses pièces mobiles, frottement qui résulte du poids élevé de la pièze , Selon l'invention, un support réglable destiné à transporter et à mettre en place des pièoes de poids élevé, par eremple des pièoes de grandes dimensions à usiner au moyen d'une grouse machine-outil, comprenant un socle fixe sur lequel est monté un ensemble mobile à plate-forme présentant une surface supérieure horizontale laquelle, par réglage de l'ensemble,peut être déplacée ausei bien horizontalement que verticalement, est caractérisé par le fait qu'il comprend des organes destinés à appliquer et maintenir, entre la face supérieure du socle et la face inférieure dudit ensemble mobile a plate-forme, une pression hydrostatique qui sépare cet ensemble à plate-forme de oe socle, au moins suivant une zone de contact donnée de ces deux éléments, de sorte que ledit ensemble à plate-forme peut effectuer en tous sens, dans un plan horizontal, des déplacements d'amplitude donnée, le contact entre le socle et cet ensemble à plateorme étant rétabli lorsque la pression hydrostatique est supprimée. Il convient de noter que 16 support réglable selon l'invention peut être destiné à les pièces à usiner de très grandes dimensions à faire venir près de grosses machines-outile, et permettant d'assurer une mise en place précise de ces pièces. Les réalisations de l'invention ne comprennent que des montages simples, faciles à actionner et à réglera et permettant d'imprimer facilement et avec précision, à la pièce à traiter, des déplacements de faible amplitude. Ce support peut facilement etre motorisé ou automatisé et, de plus, on peut imprimer à la pièce à traiter de très petits déplacements à l'aile de forces bien inférieures à celles qui sont mises en jeu dans les supports de technique antérieure, et avec un frottement réduit qui supprime tout déplacement discontinu, mEme dans le cas de très faibles vitesses de déplacement. D'autres objets et avantages de l'invention apparattront mieux après la description qui suit, faite en référence aux dessins annelés sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale de la partie supérieure d'un support selon l'inventiong - la figure 2 est une coupe, à plus grande échelle, d'un détail de la figure 13 - la figure 3 est une coupe faite suivant la ligne III-III de la figure li - la figure 4 est une vue schématique en plan de plusieurs supports selon l'invention, associés pour un exemple d'utilisation; et - la figure 5 est une tue en élévation latérale du dispositif de la figure 4. Le support selon l'invention comprend un socle inférieur fixe 1 et un dispositif mobile 2 à plate-forme. Ce dispositif 2 est supporté par le soole 1 d'une façon qui sera expliquée en détail plus loin, et comprend un plateau 32 présentant une face supérieure plane destinée à supporter une pièce (non représentée), de grandes dimensions et très lourde. Entre le dispositif à plate-forme 2 et le socle 1, est intercalée une plaque 3 comportant une face supérieure plane 4, reliée rigidement à une plaque inférieure 5 du dispositif 2 au moyen de boulons 6. La plaque 3 comporte une surface inférieure plane 7 qui repose sur une face supérieure 9 du socle 1. Dans la surface 7 sont ménagés une série d'évidements constituant des canaux 8 qui servent de passages pour exercer un effort hydrostatique entre le socle 1 et le dispositif 2 à plate-forme et qui communiquent, par une série de conduits 100, avec un conduit 101 relié à une alimentation de fluide sous pression, par exemple de l'huile. Cette plaque 3 est logée dans un châssis 11, relié à la partie supérieure du socle 1 et maintenu en place à l'aide de boulons ou vis 12. Le chassis est constitué par quatre éléments lla à 11d (figure 3), à section en L. Chacun de ces éléments a une branche verticale 13 fixée au socle I, et une branche horizontale 14 faisant saillie vers la plaque 3. Le bord de cette dernière comporte une rainure, ou canal, périphérique 15 qui l'entoure complètement. La section de la rainure 15 correspond à celle des bras horizontaux 14 des éléments constituant le châssis 11, et sa profondeur est au moins égale à la longueur dont les bras horizontaux 14 dépassent des bras verticaux 13. Comme on le voit sur les figures 1 à 3t la plaque 3 a des dimensions telles que les bras 14 peuvent se loger dans la gorge périphéri- que 15 et constituer, en coopération, un joint étanche qui empoche l'hui- le de fuir des canaux 8. Dans les bras horizontaux 14 du chassie ll sont ménagés des alésages oylindriques 16, ouverts vers l'intérieur et en regard de la plaque 3, dans chacun desquels coulisse un piston 17 muni d'une tige 18 et qui peut s'appliquer contre le fond de la gorge 15. Chacun des alésages 16 peut être mis en communication avec une alimentation de fluide sous pression, au moyen d'un conduit 19 du chassie 11 et d'un racoor@ 20 relié au conduit 21. Dans la forme de réalisation représentée, les éléments lia et lib du chassies il comportent chaoun (figure 3) deux cylindres 16 et deux pistons 17. tandis que chacun des éléments llc et 11d ne comporte qu'un seul cylindre 16 et un seul piston 17, situés au milieu des côtés du châssis. Le dispositif 2 à plate-forme du support selon l'invention est composé d'un corps creux formant carter, comportant une base inf6- rieure 22 creuse et une protubérance 23. Cette base inférieure 22 est fermée, à sa partie inférieure, par la plaque plate 5 fixée à la plaque 3. Sur des éléments de guidage (non représenté) prévus sur cette plaque 5, est monté un coin 24 auquel on peut imprimer une translation reotiligne dans les deux sens, en serrant ou en desserant une vis 25 sur laquelle on peut agir depuis l'extérieur de l'ensemble à plate-forme 2 et qui est vissée dans un taraudage du coin 24. La face supérieure inclinée du coin 24 supporte une faoe in inférieure inclinée 27 d'un autre coin 28 qui porte un bloc de guidage 29 coulissant verticalement dans la protubérance 23 du dispositif à plateforme. Une bague d'étanohéité 30 est insérée entre le bloo de guidage 29 et la protubérance 23. La surface supérieure du bloc 23 constitue un siège 31 à rotule supportant le plateau supérieur 32 par l'intermédiaire d'un montant d'accouplement 33. Comme signalé plus haut, le plateau supérieur 32 est la sur- face sur laquelle repose une pièce à usiner de grandes dimensions et de poids élevé. Entre les surfaces en contact du coin 24 et la plaque 5, et entre les surfaces inclinées des coins 28 et 29, sont délimités des espaces intermédiaires par des évidements 34 et 35 qui oommuníquent, au moyen de conduits 36 et 37, avec un conduit 38 relié & l'alimentation de fluide sous pression (par exemple d'huile). Le support réglable selon l'invention fonctionne comme suit: au départ, la plaque 3 repose sur la face supérieure plane 9 du socle et est appliquée avec frottement sur cette dernière, de sorte qu'on ne peut déplacer l'ensemble 2 à plate-forme par rapport au socle 1 qu'en surmontant ce frottement, ce qui exigerait l'application d'une force importante, On envoie de l'huile sous pression par les conduits 100 et 101 dans les canaux 8 de la plaque 3, ce qui engendre, entre la plaque 3 et le socle 1, un effort hydrostatique qui dégage l'ensemble à plate forme 2 du socle 1, et assure la lubrification des surfaces en regard. On entretient cette pression hydrostatique, la plaque 3 se trouvant oorrectement centrée par rapport au châssis ll à l'aide des pistons 17 des qy- lindres 16 de ce châssis. La plaque 3 étant ainsi centrée, on charge le support aveo les- dites pièces de poids élevé et de grandes dimensions. On fait tomber la pression qui s'exerce sur les pistons 17 en même temps que l'on effectue le chargement, ou un peu avant, de sorte que les pistons peuvent se déplacer librement dans leurs cylindres respectifs 16. On maintient toutefois la pression hydrostatique dans les oanaut 8, ce qui permet à la plaque 3, et, par suite à la plste-forme 2 et à la pièce supportée, d'effectuer les déplacements voulus dans un plan horizontal. Ces déplacements sont grandement facilités par l'huile sous pression qui se trouve dans l'espace compris entre la plaque 3 et le socle 1 et qui assure une lubrification efficace. Les organes assurant le déplacement peuvent etre actionnés à la main ou à l'aide d'un moteur, ou bien encore être automatisés. Comme on le voit d'après les figures l et 3 l'ensemble à plateforme 2 peut être déplacé en tous sens dans un plan horizontal, dans la région délimitée par le châss 11, les bras horizontaux 14 des éléments de ce dernier étant toujours engagés dans la rainure périphérique 15 agenoNe le long du bord de la plaque 3. Le dispositif à plate-forme peut également effectuer des pivotements faible amplitude, ainsi que des pivotements et translations ocmbinés. Lorsque la pièze à traiter atteint la position détermine, on détend la pression hydrostatique, par exemple en interrompant la communi- cation entre les canaux 8 et le conduit relié à l'alimentation d'huile sous pression, et en mettant ces canaux 8 en communication avec un conduit de purge. La face plane supérieure 9 revient donc s'appliquer entre la plaque 3 et, en raison du poids élevé de la pièce chargée sur l'ensemble è plate-forme 2, les forces de frottement entre les surfaces en oontact maintiennent fermement cette pièce à traiter à la position voulue. On peut renforcer l'effet de ce contact avec frottement au moyen de di- positifs connus servant à augmenter la charge qui s'exerce sur le support. La pièce étant usinée est retirée du support et la pression est appliquée de nouveau entre le soole 1 et la plaque 3. On peut alors recommencer l'opération de centrage, et le support se trouve ainsi prêt à recevoir un nouveau chargement. Etant donné que les supports de ce type se trouvent souvent placés à proximité immédiate de la région d'usinage d'une machine-outil, des projections d'éclats, de poussière ou de liquide de refroidissement peuvent se produire et il faut empêcher ces corps étrangers de pénétrer entre les pièces lubrifiées par la pression hydrostatique, en risquant de les endommager par mélange à l'huile de lubrification. A cette fin, il est prévu un joint racleur 39, disposé sur le bord supérieur de la plaque 3 au contact de la paroi supérieure du châssis 11. Pour régler la position du plateau 32 dans le sens vertical, on fait tourner la vis 25 du coin 24 pour réaliser un déplacement horizontal de oscoin et, par suite, le déplacement vertical du bloc de guidage 29 et du plateau 32 supportant la charge. Dans ce cas encore, ces placements sont grandement facilités par envoi d'huile sous pression dans les cavités étanches 34 et 35 entre les faces en contact du coin et des élé ments qui lui sont assooiés. Les figures 4 et 5 illustrent un exemple d'utilisation combiné de plusieurs supports selon l'invention. Comme représenté, quatre de ces supports sont disposés aux coins d'une sone carrée et, sur les socles 1 de ces supports, reposent des poutres 40 le long desquelles peuvent se déplacer des outils 41, 42 et 43. On place alors une pièce å usiner de grandes dimensions, par ses quatre coins, sur les plates-formes des quatre supports, et on la met ensuite en position précise par les réglages décrits plus haut, après quoi on peut effectuer divers usinages, sur la pièce, à l'aide des outils 41 à 43 qui se déplacent le long des poutres 40 pour aborder aux différentes parties de la surface de la pièce à usiner. REVEIDICATIONS 1 - Support réglable destiné à transporter et à mettre en place des pièces de poids élevé, par exemple des pièces if grandes dimensions à usiner sur une grosse maohine-ctil, ce support, qui comprend un socle fixe sur lequel est monté un dispositif mobile à plateforme présentant une surface supérieure horizontale laquelle, par réglage de ce dispositif, peut être déplacée aussi bien horizontalement que vertioalement, est caractérisé par le fait qu'il comprend des organes destinés à exercer et à maintenir, entre la surface supérieure du socle et la surface inférieure dudit ensemble mobile à plate-fcrme,n effort hydrostatique qui sépare le dispositif à plats-forme du socle, au moins suivant une zone de contact déterminée de ces deux éléments de sorte que le dispositif à pla s brme peut effectuer en tous sens, dans un plan horizontale des déplacements d'amplitude donnée, le contact entre le socle et le dispositif à plate-forme étant rétabli lorsque la pression hydrostatique est interrompue. 2 - Support réglable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif à plate-forme comprend une plaque présentant une surface inférieure plane au contact d'une surface supérieure plane dudit socle, au moins une cavité étant ménagée entre les deux surfaces en contact, cette cavité étant reliée à une alimentation de fluide sous pression, afin d'exercer un effort hydrostatique entre la surface inférieure de la plaque et la surface supérieure du socle. 3 - Support réglable selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la cavité comprise entre ladite plaque et la surface supérieu re plane du socle est constituée par au moins un évidement ménagé dans la surface inférieure plane de ladite plaque située en regard de la surface supérieure plane du socle et communiquant avec ladite alimentation de fluide sous pression. 4 - Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait iue la zone, sur laquelle agit l'effort hydrostatique, est délimitée à l'aide d'un ohassis supporté par le socle et en curant ladite plaque, un organe d'étanchéification empêchant le fluide sous pression de fuir de ladite zone 5 - Support réglable selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chaque côté dudit ohassis a une section en L, dont une branche est verticale et fixée rigidement audit socle et dont l'autre branche est horizontale et coulisse dans une rainure, ou oanalménagée dans un bord correspondant de ladite plaque, le montage étant tel que lesdites branches horizontales constituent un joint continu d'étanchéité de ladite rainure entourant complètement le bord de la plaque. 6 - Support réglable selon la revendication 5, caractérisé par le fait que des organes permettent de centrer la plaque dans ladite zone délimitée par le ohåssis. 7 - Support réglable selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les organes de centrage sont constitués par une série de pistons coulissant chacun dans un cylindre, et dont les tiges sont dans un même plan horizontal et prennent appui sur le fond de la rainure péri~ phérique du bord de la plaque. 8 - Support réglable selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les cylindres sont situés dans les branches horizontales des côtés dudit châssis. 9 - Support réglable selon l'une quelconque des revendioations 1 à 8, caraotérise par le fait que le dispositif à plate-forme comporte des organes servant à régler, dans le sens vertical, la surface supérieure de ce dispositif, ces organes étant des coins dont les surfaces inclinées sont lubrifiées par le fluide sous pression.