Brevet FR2246352A1 — publié le 19750502

L'invention concerne les glissières rectilignes de guidage de deux éléments de machine-outil pouvant coulisser l'un par rapport à autre, notamment des éléments de machines-outils de grande production soumis à de très forts efforts de coupe, tels que par exemple le trainard monté sur le banc d'un tour d'usinage dé cylindres de laminoirs. L'invention vise spécialement les glissières rectilignes principales étroites de guidage et d'appui d'un élément de machineoutil pouvant coulisser par rapport à un autre élément sur lequel il est supporté aussi par au moins une autre glissière auxiliaire d'appui, ladite glissière rectiligne principale étroite de guidage et d'appui comportant une barre unique de guidage solidaire d'un premier élément de la machine et présentant une face principale plane de réception de l'effort principal relatif entre les deux éléments de machine et des faces latérales de guidage relatif de ces deux éléments, tandis que des corps de révolution sont interposés entre lesdites faces de la barre unique de guidage et le second elément de machine. On connaît déjà de telles glissières comme décrit par exemple dans le brevet belge n0 690 579, dans lesquelles, sur la face principale plane de la barre de guidage, sont appuyés une rangée de rouleaux montés à rotation dans l'élément correspondant de machine par l'intermédiaire d'arbres fixes excentrés, tandis que le guidage latéral relatif des deux éléments de la machine est assuré par deux rangées de billes retenues dans des rainures de section en "V" appartenant, respectivement, aux deux faces latérales de ladite barre et à deux règles conjuguées fixées à l'élé- ment de machine dans lequel sont montés les rouleaux. Pour assurer une portée uniforme de tous les rouleaux sur la face principale plane de la barre de guidage, on fait pivoter, un à un, les arbres excentrés de support desdits rouleaux, de manière que ces derniers soient amenés au contact de ladite face. Une telle opération est déjà très difficile à réaliser si l'on veut que tous les rouleaux portent convenablement sur la barre de guidage, mais, lorsqu'il s'agit d'une machine soumise à des efforts considérables, et que l'on est amené à soumettre la glissière à une prétension, le réglage individuel successif de chaque rouleau par pivotement de l'arbre excentré qui le porte, de manière telle que la pression relativement importante exercée par chacun des rouleaux sur la barre de guidage soit la même, est pratiquement impossible à réaliser.En effet, le simple fait de créer une certaine pression d'appui de l'un quelconque des rouleaux contre la barre de guidage décharge au moins le rouleau suivant et le rouleau précédent dans une certaine mesure que l'on ignore et l'on ne peut finalement pas savoir quelle est effectivement la pression de chaque rouleau sur la barre et, par onséquent,.on ne peut pas réaliser une pression uniforme de tous les rouleaux sur ladite barre. Le but de l'invention est de réaliser une glissière du type défini plus haut, à laquelle on puisse appliquer une prétension sans rencontrer les difficultés qui viennent d'être énoncées. Pour cela, on ne cherche plus à assurer la prétension de la glissière, par un réglage individuel des corps de révolution qui portent sur la face principale de la barre de guidage, mais par la résultante normale à cette face, de réactions obliques créées par les corps de révolution en contact avec les faces latérales de guidage relatif des deux éléments, cet ensemble de guidage latéral étant, à cet effet, conçu d'une manière particulière. Suivant l'invention, les corps de révolution sont tous cylindriques, les faces latérales de la barre de guidage sont constituées simplement par deux faces planes faisant# avec la face plane principale de ladite barre, deux angles dont la somme est inférieure à l80, de façon que les axes géométriques des corps de révolution respectivement en contact avec ces deux faces latérales convergent en un point situé, par rapport à la face principale plane precitee, du coté opposé aux corps de révolution en contact avec ladite face plane principale, et enfin les corps de révolution qui prennent appui contre les faces latérales de la-barre de guidage sont en contact avec deux règles planes qui sont portées parole second élément de machine et dont l'une est solidaire d'une pièce de retenue mobile en direction dé l'autre et soumise à l'action de moyens ajustables de pression pour assurer une mise sous prétension de l'ensemble de la glissière. Grâce à cette conception particulière, on est certain que l'établissement d'une précontrainte dans la glissière ne peut, en aucune façon, troubler l'uniformité de la pression unitaire de contact entre les différents corps de révolution et les'pistes sur lesquelles ils roulent. De plus, les corps de révolution étant constitués par des galets cylindriques et non par des billes, les zones de portée sur chacun d'eux s'étendent le long d'une génératrice au lieu d'etre localisées autour d'un seul point de contact, comme c'est le cas lorsque les corps de révolution sont des billes. Dans une forme d'exécution avantageuse où les corps de révolution en contact avec la face principale de la barre de guidage sont constitués par des roulements à galets montés sur des arbres fixés dans le second élément de machine, les axes géométriques desdits arbres sont situés, par rapport à ce second élément de machine, d'une manière fixe et définitive, dans un même plan parallèle à la face principale de la barre de guidage. Etant donné qu'on n'a plus à régler individuellement la valeur de la prétension de chacun de ces galets, on est certain qu'ils portent tous avec une pression uniforme sur la glissière, la distance de leurs axes à la face de portée sur la glissière étant constante puisqu'elle est simplement liée à une précision d'usinage que les machines modernes sont tout à fait capables d'assurer. - Dans une autre forme d'exécution, les corps cylindriques de révolution sont tous constitués par des galets, de préférence montés dans des pistes de recirculation, notamment dans des ensembles normalisés dits patins à galets. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexes, qui montrent à titre d'exemples non limitatifs quelques modes de réalisation de glissières perfectionnées suivant l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente,. en vue de face avec des arrachements, un premier mode de réalisation d'une glissière suivant l'invention; la figure 2 représente, en coupe transversale et à plus grande échelle, la partie principale de la glissière représentée sur la figure 1; les figures 3 et 4 représentent, également en coupe et à plus grande échelle, deux variantes; et la figure 5 est une vue partielle, en coupe, d'une autre variante. Dans l'ensemble de glissière représenté sur la figure 1, un premier élément de machine-outil est constitué par un banc 1 d'un tour de grosse production utilisable, par exemple, pour l'usinage de gros cylindres de laminoirs. Le second élément considéré de la machine est le trainard 2 qui est supporté et guidé sur le banc 1, d'une part, par une glissière rectiligne principale étroite de guidage et d'appui désignée par 3 et, d'autre part, par une glissière rectiligne auxiliaire d'appui parallèle à la glissière 3 et désignée par 8. La glissière principale de guidage et d'appui 3 est constituée essentiellement par une barre 4 solidaire du banc 1 (voir aussi figure 2) et présentant, d'une part, une face principale supérieure plane 5 et deux faces latérales obliques 6, 7 faisant avec la face principale 5, des angles dièdres "A" dont la somme est inférieure à î8O et qui, dans cet exemple, sont deux angles aigus égaux. La barre de guidage 4 est partiellement encastrée dans une gorge de section rectangulaire 11 pratiquée dans le banc 1 et dans le fond de laquelle elle est fixée, par exemple par des vis (non représentées). contre la face principale 5 de la barre de guidage 4, portant une série de galets cylindriques i4 constitués chacun, par exemple par la bague extérieure d'un roulement à galets coniques double dont les bagues intérieures 15, 16 sont suportées par un arbre 17 immobilisé, par des vis 19, dans un alésage 18 du traînard 2 de direction orthogonale à la direction générale de la barre de guidage 4. Contre la face latérale inclinée 7 de la barre de guidage o, roulent des galets cylindriques 21 appartenant à des blocs normalisés du type dit patins à galets, tels que 22, fixés au moyen de vis (non représentées) à une pièce de retenue ou bride 23 fixée elle-même au traînard 2 par des vis 24. La face inclinée 25 contre laquelle sont fixés les patins à galets 22 appartient à cette bride rapportée 23 de manière qu'elle puisse être rectifiée commodément, au lieu d'appartenir à la face intérieure d'un angle dièdre aigu si la bride 23 était venue en une seule pièce avec le traînard 2. Les patins à galets 22 sont du type à recirculation, de telle manière que des galets soient toujours interposés entre la face latérale 7 de la barre de guidage 4 et la portion de règle formée par la partie correspondante du corps du patin. D'une manière analogue, contre l'autre face latérale oblique 6 de la barre de guidage 4, sont appliqués des galets 31 apparte nant à des patins à galets 32 fixés contre une autre pièce de retenue ou bride 33 reliée aussi au traînard 2 par des vis telles que 34, mais d'une manière qui n'est pas absolument définitive, c'est-à-dire quton peut déplacer très légèrement la bride 33, en direction de la barre de guidage 4, sous un effort prédéterminé ajustable, de manière à placer tout l'ensemble de glissière sous précontrainte. A cet effet, le traînard 2 porte une bride épaulée de réglage 36 qui présente une face 37 portant contre une face 38 du traînard 2 sous l'effet de vis 39, tandis que la face 42 de l'épaulement de ladite bride de réglage porte contre une face conjuguée 43 d'un épaulement correspondant pratiqué dans la bride 33. La glissière auxiliaire d'appui 8 (figure 1) est constituée par une barre de section rectangulaire solidaire du banc 1 et présentant une face principale supérieure plane 26 et une face auxiliaire inférieure plane 27 contre lesquelles roulent, respectivement, deux galets 28, 29 montés fous à rotation dans le trai- nard 2. Le galet supérieur 28 a pour but de supporter une partie importante du poids du traînard, tandis que le galet inférieur 29 est un galet de retenue qui empêche ledit traînard de se soulever éventuellement dans la région de la glissière auxiliaire d'appui 8. Le fonctipnnement de la glissière est le suivant Etant donné que les axes géométriques des arbres 17 qui portent les galets 14 sont tous situés dans un même plan parallèle à la face principale supérieure 5 de la barre de guidage 4, tous ces galets portent uniformément contre ladite barre.Lorsqu'au moyen de la bride de réglage 36, on exerce, par l'action des vis de serrage 39, au moment ou les deux faces 37 de ladite bride et 38 du traînard sont en contact parfait, une force sur la bride 33 dans la direction de la flèche f par le fait que la face 42 de l'épaulement de la bride de réglage 36 exerce une pression contre la face correspondante 43 de l'épaulement de la bride 33, cette force soumet les deux rangées de galets 21 et 31 à une prétension qui prend appui, d'une part, dans le traînard 2 par l'intermédiaire des rouleaux 14, des patins à galets 22, 32 et des deux brides 23, 33 et, d'autre part, contre la face supérieure principale 5 et les faces latérales 6, 7 de la barre de guidage 4.En effet, les forces de prétension appliquées aux faces obliques 6, 7 de la barre de guidage donnent naissance, sur lesdites faces, à des réactions résultantes inclinées vers le bas et vers l'extérieur, comme indiqué en F1, qui peuvent se décomposer en deux forces horizontales F2 de même valeur et de sens opposé et deux forces verticales F3 égales mais de même sens dirigées vers le bas. Les deux forces F2 ne constituent, dans le système, que des forces internes dont les effets s'annulent car elles ne pourraient créer que des déformations et les organes de la machine sont assez largement dimensionnés pour ne pas se déformer, tandis que les deux composantes verticales F3 servent à appliquer les galets 14 de la rangée supérieure contre la face principale 5 de la barre de guidage 4. Les galets supérieurs 14 sont ceux qui supportent les plus gros efforts, à savoir, dans l'exemple, les efforts de coupe de la pièce en cours d'usinage; ils sont appliqués contre la face 5 de la glissière avec une prétension qu'on peut régler par l'effort de serrage plus ou moins prononcé fourni par la bride de réglage 36, selon l'emplacement rigoureux que l'on donne, par rectification, à la face 42 de portée contre la face 43 de la bride 33 par rapport au plan de sa face 37 de portée contre la face 38 du traînard 2. Sur la figure 3, on a représenté une variante qui ne se différencie de la forme d'exécution de la figure 2 que par le fait que les corps de roulement supérieurs, au lieu d'être montés fous à rotation sur des arbres montés dans le traînard, sont constitués par les galets 51 d'une série de patins à galets 52 fixés contre le fond plan rectifié 53 d'une gorge pratiquée dans la face inférieure du traînard 2. Le fonctionnement et les propriétés de la glissière sont les mêmes que dans le mode de réalisation de la figure 2. Enfin, le mode de réalisation de la figure 4 ne se différencie de celui de la figure 3 que par le fait que la face latérale 7A de la barre de guidage 4, au lieu d'être inclinée comme l'autre face latérale 6 de ladite barre, mais dans le sens inverse, est perpendiqulaire à la face supérieure principale 5 de ladite barre et par le fait que les patins à galets 22 sont fixés directement contre une face verticale 30 du traînard 2.Le fonctionnement de cette glissière est semblable à celui de la glissière de la figure 3; toutefois, sa face latérale de guidage 7A supporte avantageusement une partie de l'effort de coupe "C" dont la direc- tion fait, en projection sur un plan perpendiculaire à la direction de la glissière, un petit angle "D" avec la verticale, en général de l'ordre de 200, tandis que la face latérale de guidage correspondante 7 du mode de réalisation de la figure 3 ne se trouve soumise à aucune composante de l'effort de coupe "C" puisque l'angle "D" d'inclinaison de la direction générale de l'effort de coupe est inférieur au complément de l'angle "A"- que fait la face latérale 7 avec la face supérieure 5.De plus, le prix de revient de la glissière de la figure 4 est légèrement inférieur à celui de la glissière de la figure 3. Il est évident que quel que soit le mode de réalisation adopté d'une manière générale pour l'ensemble de la glissière, et, en particulier également dans les dispositions des figures 2 ou 3, on pourrait prévoir une face latérale de guidage perpendiculaire à la face principale supérieure, comme c'est déjà le cas pour la face 7A dans le mode de réalisation de la figure 4. Egalement quelle que soit la disposition générale de la glissière, toujours évidemment dans le cadre de l'invention, on peut encore donner, à cette face latérale de guidage, une légère inclinaison opposée à celle qu'elle présente sur la figure 4, c'est-à-dire vers le bas et vers l'extérieur de la barre 4, de telle façon quelle forme, avec la face supérieure principale 5, non plus un angle aigu, ni même un angle droit, mais un angle obtus "E" comme représenté sur la figure 5, par exemple de l'ordre de 930, ce qui permet d'effectuer la rectification à la meule, en une seule opération, de la face supérieure principale 5 et de cette face latérale 7B, la meule 60 présentant un chanfrein 61 qui lui permet de travailler dans de bonnes conditions, alors que, si la face latérale 7B était perpendiculaire à la face supérieure 5, la meule talonnerait si l'on essayait de lui faire rectifier les deux faces en une seule opération. Toutefois, il faut toujours que la somme de cet angle obtus "E" et de l'angle aigu que fait l'autre face latérale 6 avec la face supérieure 5, soit inférieur à 1800, afin que le traînard 2 soit retenu sur le banc 1 par l'ensemble de glissière 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'on. pourrait encore réaliser une glissière du même genre, dans laquelle tous les corps cylindriques de roulement seraient montés fous sur des arbres fixés dans l'élément de machine correspondant, au lieu que certains, au moins, appartiennent à des patins à galets. REVENDICATIONS 1.- Glissière rectiligne principale étroite de guidage et d'appui d'un élément de machine-outil pouvant coulisser par rapport à un autre elément sur lequel ilest supporté aussi par au moins une autre glissière auxiliaire d'appui, notamment un chariot mobile sur un banc, ladite glissière rectiligne principale étroite de guidage et d'appui comportant une barre unique de guidage solidaire d'un premier élément de la machine et présentant une face principale plane de réception de l'effort principal relatif entre les deux éléments de machine et deux faces latérales de guidage relatif de ces deux éléments, tandis que des corps de révolution sont interposés entre lesdites faces de la barre unique de guidage et le second élément de machine, ladite glissière rectiligne principale étroite de guidage et d'appui étant caractérisée en ce que les corps de révolution sont tous cylindriques, en ce que les faces latérales de cette barre sont constituées simplement par deux faces planes faisant, avec la face plane principale de ladite barre, deux angles dont la somme est inférieure à 180 , de façon que les axes géométriques des corps de révolution respectivement en contact avec cvs deux faces latérales convergent en un point situé, par rapport à la face plane principale précitée, du coté opposé aux corps de révolution en contact avec ladite face plane principale, et en ce que les corps de révolution qui-prennent appui contre les faces latérales de la barre de guidage sont en contact avec deux règles planes qui sont portées par le second élément de machine et dont l'une est solidaire d'une pièce de retenue mobile en direction de l'autre et soumise à l'action de moyens ajustables de pression pour assurer une mise sous prétension de l'ensemble de la glissière. 2.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les angles que font respectivement les deux faces planes latérales de la barre de guidage avec la face plane principale de celle-ci sont deux angles aigus égaux. 3.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des deux angles que font respectivement les deux faces planes latérales de la barre de guidage avec la face plane principale de celle-ci est un angle droit. 4.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'un des deux angles que font respectivement les deux faces planes latérales de la barre de guidage avec la face plane princi- pale de celle-ci est un angle obtus. 5.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les corps cylindriques de roulement sont tous constitués par des galets, de préférence montés dans des pistes de recirculation, notamment dans des ensembles normalisés dits patins à galets. 6.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les corps de révolution sont tous constitués par des pièces cylindriques portées par des arbres montés dans le second élément de machine. 7.- Glissière suivant la revendication 1, dans laquelle les corps de révolution en contact avec la face rincipaie de la barre de guidage sont constitués par des roulements à galets montés sur des arbres fixés dans le second élément de machine, ladite glissière étant caractérisée en ce que les axes géométriques desdits arbres sont situés, par rapport au second élément de machine, d'une manière fixe et définitive, dans un même plan parallèle à la face principale plane de la barre de guidage. 8.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens ajustables de mise sous prétension sont constitués par une bride épaulée rectifiée à la demande et présentant une face serreeopar pardes vis contre le second élément de machine et une autre face portant contre la pièce de support mobile précitée, le décalage relatif desdites faces de la pièce épaulée servant à doser la prétension de la glissière.