Brevet FR2226884A1 — publié le 19741115

L'Invention concerne un dispositif d'entraînement p-ur commander le déplacement linéaire de l'équipage mobile d'une machine-outil par exemple, pour entraîner Téquipage mobile d'une fraiseuse, d'un tour, d'une rectlfieuse ou autre ... 5 On connaît déjà de tels dispositifs d'entraîne ment dans lesquels la liaison entre le bàtl fixe et Téquipage mobile, portant l'outil, est assurée par une vis â billes assujettie à l'équipage mobile, cette vis à Mlles coopérant avec une crémaillère creuse, filetée, solidaire du boîtier fixe. Cette vis comprend une circulation de billes 10 constituée par des canaux de retour qui créent un circuit fermé. La vis i billes est munie d'un filetage dont le profil, qui reçoit les billes, est demi-rond, de même que le filetage de la crémaillère dans laquelle les billes sont maintenues en pression. La crémaillère est constituée d'une série de 15 profilés, en forme de demi-coquille, aboutês ensemble par une semelle fixe, elle-même reliée par clavetage au bïti de la machine-outil. Cette crémaillère, dont le filetage est d'un pas constant, enveloppe la demie-partie inférieure de la vis, tandis que l'autre demie-partie supérieure est enveloppée par une douille, dem1-cyl1ndr1que, maintenue encastrée 20 entre deux bo*1t1ers de roulement avec lesquels elle fait corps, cette douille, dans laquelle tourne la vis i billes, étant reliée â Téquipage mobile. On a observé qu'il se produit toutefois au niveau des paliers supportant les deux extrémités de la vis, un fléchissement 25 ou effet de ressort inévitable dû â l'insuffisance de la fixation des boîtiers de roulement qui ne sont reliés â la douille, solidaire de l'équipage mobile, que par sa face frontale. Or, cet Inconvénient est Important du fait que les critères de précision du déplacement de Téquipage mobile exigent que les positionnements de celui-ci soient très 30 précis, malgré la répétition de ces positionnements et les variations sensibles des forces axiales d'entraînement susceptibles de se produire en cours d'utilisation. Il est donc nécessaire, pour répondre â cette exigence technique, que l'ensemble du dispositif de commande soit aussi 35 rigide que possible, c'est-à-dire qu'aucune flexion axiale ou effet de ressort ne se produise lors des arrêts et démarrages de Téquipage mobile, car, dans le cas contraire, la précision du positionnement de cet équipage serait compromise. La présente Invention a pour but de résoudre entre 40 autre, ce problème et concerne un tel dispositif destiné à commander le 2226884 10 le déplacement linéaire de l'équipage mobile d'une machine-outil, ce dispositif comportant une vis à billes roulant en pression sur une crémaillère, constituée de profilés en forme de demi-coquilles, cette crémaillère servant de guidage â la vis à billes, la section de vis émargeant de cette crémaillère étant recouverte par une enveloppe en forme de demi-couronne reliée â l'équipage de la machine-outil. Ce dispositif est caractérisé en ce que les profilés constituant la crémaillère sont directement fixés sur le blti de la machine-outil et comportent chacun au moins un pion d'ajustage situé â proximité de feur face frontale, pour permettre, 5 partir d'une table de lecture Indiquant la valeur de l'intervalle devant exister entre les pions de deu* profilés contigBs, d'ajuster sans tâtonnement, la position exacte des profilés les uns par rapport aux autres. Cette conception permet ainsi de maintenir un déplacement précis et continu de la vis roulant dans la crémaillère du fait que le pas du 15 filetage doit être rigoureusement respecté entre les profilés. Suivant une caractéristique de l'invention et pour s'opposer au fléchissement observé au niveau des paliers, les boîtiers de roulement sont fixés sur la face frontale de la denri-couronne et sont Immobilisés par des écrous autoblocables, fixés sur les 20 deux extrémités de la vis. Un dispositif selon l'Invention est Illustré 1 titre d'exemple non limitatif sur les figures c1-jo1ntes dans lesquelles : - la figure 1 est une vue partielle, en plan, du dispositif «icastré enùre le bâti d'une machine-outil et son équipage mobile, 25 " la figure 2 est une vue en perspective de deux profilés constituant la crémaillère, - la figure 3 est une vue en coupa axiale de la vis. Conformément â l'Invention, la semelle Interca-30 laire nécessaire pour assembler les profilés en forme de demi-coquille, constituant la crémaillère, est supprimée et ces demi-coquilles 1 sont directement aboutées sur le bâti fixe 2, grâce au fait que les surfaces 3 et 4 de ce bâti sont rectifiées, de telle sorte que leur état de surface permet un positionnement rigoureux des demi-coquilles 1, lesquelles sont 35 fixées grâce & des vis ou goujons filetés introduits dans les orifices à chambrage 5, traversant les profilés. La figure 1 illustre la position occupée par les demi-coquilles 1 constituant la crémaillère et celle occupée par la demi-couronne 6 solidaire de la partie mobile de la machine-outil. Dans cet 40 exemple, la crémaillère est montée verticale et la vis a billes 7 se 2226884 déplace sur le train de billes 8 avec la demi-couronne 6 et l'équipage mobile 19 qui lui est solidaire. Celui-ci est constitué de telle façon qu'il exerce une précontrainte radiale R constante pendant son déplacement sur la vis â billes, cette condition étant essentielle pour maintenir 5 une absence de jeu et la rigidité axiale maximum sur la vis & billes. Une autre caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que chaque profilé 1 constituant la crémaillère est pourvu de pions d'ajustage 9, ceux-ci étant situés au voisinage de leur face frontale comme montré en figure 2. La distance "d" séparant 10 Taxe 10 de ce pion d'ajustage de la face frontale 11 de chaque profilé est rigoureusement déterminée, de telle sorte que Ton puisse calculer sans erreur la distance "D" séparant deux pions d'ajustage 9. Connaissant cette valeur "D", il sera alors possible, sans difficulté, d'établir une table énumérant, pour chaque cas déterminé, la distance qui doit exister 15 entre deux pions d'ajustage appartenant A deux profilés contigus. Cela permet ainsi de pouvoir immédiatement, et sans tâtonnement, assurer le positionnement rigoureux des profilés entre eux et surtout de maintenir un ajustage constant des espaces "e" existant entre ces profilés et de garantir un raccordement précis du pas du filetage entre les divers 20 profilés. Selon une autre caractéristique visible en figure 3, la rigidité axiale des paliers de roulement 12 est, selon l'invention, garantie par le fait que chaque boîtier de roulement comporte deux points de fixation axiaux évitant leur fléchisseirent ou leurs effets 25 de ressort. Le premier point.de fixation est constitué par l'assemblage de chaque palier de roulement avec.la face frontale 6^ de la douille demi-cylindrique 6, par l'entremise des goujons de fixation 13. Le second point de fixation des boîtiers de roulement 12 est assuré par un ècrou auto-blocable 14 Immobilisé sur l'extrémité 15 de la vis 7. Cet écrou exerce 30 une précontrainte sur les deux butées axiales 16 et le montage ainsi réalisé fait bloc en rendant solidaire et rigide l'ensemble des quatre éléments mécaniques constituées par la douille demi-cylindrique 6, la vis 7 et les deux boîtiers de roulemet 12. Ce type de montage exclut ainsi tout fléchissement au niveau des paliers, dans les zones référencées 17 35 et 18. Les roulements sont constitués par deux butées axiales opposées 16 qui, dans l'exemple considéré, sont des butées â galets qui ont été choisies, du fait qu'elles comportent, diamétralement opposé, un double galet 20 présentant l'avantage de transmettre des 40 charges axiales beaucoup plus élevées que les roulements â butées tra- 2226884 dit-tonnelles. Il est possible de parfaire le guidage de la vis à billes en insérant, entre les deux butées axiales â galet, un roulement 21 directement en contact avec le tourillon 22 de la vis à billes. Bien entendu, ce roulement â rouleaux 21 peut être supprimé, si l'on considère que la vis est suffisamment guidée par son train de billes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée i l'exemple de réalisation précédemment décrit 3 partir duquel on pourra faire varier les moyens sans rien changer i l'essentiel de l'Invention. 2226884 REVENDICATIONS 1°/- Dispositif d'entraînement pour commander le déplacement-linéaire de l'équipage mobile d'une machine-outil du type comportant une vis â billes roulant en pression sur une crémaillère constituée de profilés en forme de demi-coquilles, cette crémaillère servant de guidage à la vis à billes, la section de vis émergeant de cette crémaillère étant recouverte par une enveloppe en forme de demi-couronne reliée 3 Téquipage mobile de la machine-outil, dispositif caractérisé en ce que les profilés constituant la crémaillère sont directement fixés sur le bâti de la machine-outil et comporte chacun au moins un pion d'ajustage situé â proximité de leur face frontale pour permettre, 3 partir d'une table de lecture indiquant la valeur de l'intervalle devant exister entre les pions de deux profilés contigiïs, d'ajuster, sans tâtonnement, la position des profilés les uns par rapport aux autres. 2°/- Dispositif suivant la revendication 1 selon lequel les deux extrémités de la vis sont supportées dans des boîtiers de roulement assemblés 3 la demi-couronne, dispositif caractérisé en ce que les bottiers de roulement sont fixés sur la face frontale de la demi-couronne et sont immobilisés de la vis, ce qui constitue deux points de fixation axiaux s'opposant au fléchissement au niveau des paliers. 3°/- Dispositif suivant Tune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les roulements enserrés dans les boitiers sont constitués par deux butées axiales 3 galets. 4°/- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un roulement â rouleaux est inséré entre les deux butées axiales â galets.