Brevet FR2220344A1 — publié le 19741004

La présente invention a trait à un dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique et à une machine utilisant de tels dispositifs. On sait qu'il existe des dispositifs de déplacement continu d'un organe mécanique comportant des moyens de guidage dudit organe fixés à un bati, une vis associée à un écrou et maintenue par des paliers fixés audit bati, des moyens d'entrainement de la vis en rotation autour de son axe et des moyens de liaisons de écrou avec ledit organe, Il est impossible d'assurer une rigidité permanente de l'ensemble si ben que sous l'effet des déformations, l'axe de la vis peut se déplacer relativement par rapport à l'organe mécanique et à ses moyens de guidage si bien que l'écrou est sollicité par des forces qui tendent à déplacer son axe par rotation et par translation par rapport à l'axe de la vis. Il s'ensuit que l'écrou peut se bloquer contre la vis. Pour pouvoir rattraper en permanence les déplacements par rotation et par translation de l'axe de l'écrou les moyens de liaison entre l'écrou et l'organe mécanique sont constitués par un cardan qui comprend - un étrier fixé sur ledit organe mécanique - un premier tourillon comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit étrier, - un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit premier tourillon, les axes des pivots du premier et du deuxième tourillon étant orthogonaux entre eux et situés dans un plan orthogonal à l'axe de la vis, et les pivots de l'un au moins des tourillons pouvant coulisser le long de leur axe, Toute contrainte qui tend à déplacer par rotation l'axe de l'écrou fait tourner les tourillons du cardan autour des axes de leur pivots et les contraintes qui tendent à déplacer par translation l'axe de l'écrou entratne un coulissement le long de l'un des axes ou des deux axes des pivots des tourillons correspondants. Il s'ensuit que l'on peut ainsi obtenir une grande précision de déplacement de l'organe mécanique. De plus il n'est pas nécessaire lors du montage sur le bati de caler les différents organes avec une grande précision étant donné que le cardan permet de rattraper tous les écarts. Le réglage est également ainsi simplifié. Lorsque l'organe mécanique doit se déplacer parallèlement à un plan, on utilise habituellement comme moyens de guidage deux colonnes d'axe parallèles à l'axe de la vis et des douilles montées sur ledit organe et coulissant le long des colonnes. Selon une particularité de l'invention, les pivots des deux tourillons du cardan reliant mécaniquement écrou et organe à déplacer peuvent coulisser le long de leurs axes. Selon une autre particularité de l'invention, les tourillons sont munis de moyens élastiques agissant sur les pivots pour les ramener dans une position centrale par coulissement le long des axes des pivots. Lorsque l'organe mécanique doit se déplacer parallèlement à une droite on utilise habituellement comme moyen de guidage une barre dont l'axe est parallèle à celui de la vis et une douille supportant l'organe et coulissant le long de la barre. Selon une particularité de l'invention, les pivots de l'un des tourillons du cardan reliant mécaniquement l'écrou et l'organe à déplacer ont leur axe situé dans le plan constitue par les axes de la vis et de la barre et les pivots de ce tourillon peuvent coulisser le long de cet axe. Selon une autre particularité de l'invention,le tourillon dont les pivots ont leur axe situé dans le plan de la vis et de la barre de guidage, est muni de moyens élastiques agissant sur les pivots pour le ramener dans une position centrale par coulissement le long de l'axe de ses pivots. L'autre tourillon est, soit bloqué latéralement de manière à ce qu'il ne puisse pas coulisser le long de l'axe de ses pivots, soit muni de moyens élastiques dont la force de rappel est très forte de façon à ce qu'il faille un grand effort pour déplacer ce tourillon de sa position centrale le long de l'axe de ses pivots. Les dispositifs peuvent etre appliqués à une machine comportant un cadre vertical mobile, des moyens de guidage dudit cadre comprenant deux colonnes de guidage verticales fixées au bati de la machine et des douilles montées sur ledit cadre et coulissant le long desdites colonnes, une vis verticale entrainée en rotation autour de son axe et soutenue par des paliers solidaires du bati, - un écrou vissé sur ladite vis verticale, - des moyens de liaison entre ledit écrou et ledit cadre mobile, - un outil dont la pointe est voisine du cadre mobile, ledit outil étant monté sur une douille coulissant le long d'une barre d'axe horizontal, - une vis horizontale entrainée en rotation et suspendue par des paliers fixés au bati, les axes de la vis et de la barre étant situés dans un plan vertical parallèle à l'axe des colonnes de guidage du cadre mobile, - un écrou vissé sur ladite vis horizontale, - des moyens de liaison entre ledit écrou et ledit outil. caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison entre l'écrou de la vis verticale et ledit cadre mobile sont constitués par un cardan comprenant - un étrier fixé sur ledit cadre, - un premier tourillon comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit étrier, - un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit premier tourillon, les axes des pivots des deux tourillons étant orthogonaux entre eux et situés dans un plan horizontal et les pivots des deux tourillons pouvant coulisser le long de leurs axes, - et en ce que les moyens de liaison entre l'écrou de la vis horizontale et l'outil sont constitués par un cardan comprenant - un étrier fixé à la douille supportant outil} - un premier tourillon comportant des pivots d'axe vertical reposant sur des évidements creusés dans l'étrier, les pivots dudit premier tourillon pouvant coulisser le long de leur axe, - un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots d'axe horizontal orthogonal à l'axe de la vis reposant sur des évidements creusés dans le premier tourillon. Selon une particularité de l'invention > les tourillons du cardan relié au cadre mobile sont munis de moyens élastiques de centrage. Dans le cardan relié à l'outil le tourillon ayant des pivots verticaux est également muni de moyens élastiques de centrage et le tourillon ayant des pivots horizontaux est, soit bloqué latéralement, soit muni de moyens élastiques de centrage dont la force de rappel est très forte. Le cadre mobile de la machine est déplaçable verticalement Bt l'outil peut être déplacé horizontalement, grâce aux cardans servant à relier mécaniquement l'écrou de la vis verticale avec le cadre mobile ainsi que l'écrou de la vis horizontale avec l'outil. Les déformations des différents éléments constituant la machine peuvent etre rattrapées grâce aux deux cardans. La machine selon l'invention peut titre avantageusement une machine à cabler dans laquelle le cadre mobile supporte les extrémités des fils à cabler et l'autre est un pistolet permettant d'assurer les connexions Csoudage wrapping, termipoint > 3 La description qui va suivre- en-regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment lrinvention peut étre mise en oeuvre. La figure 1 représente schématiquement la machine à cabler de l'invention La figure 2 représente le cardan de liaison entre le cadre mobile et la vis verticale. Sur la figure 1 représentant la machine à cabler de l'invention seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été dessinés. La machine comporte un cadre mobile i vertical déplacable verticalement et un pistolet 2 de cablage déplaçable horizontalement parallèlement au plan du cadre i de façon à ce que la pointe du pistolet vienne par exemple souder les extrémités des cables tenon représentés) enfichés dans le cadre mobile i.- Le cadre mobile 1 comporte sur ses cotés verticaux des douilles à billes 3 qui sont pour un cté fixées rigidement au cadre et pour l'autre coté fixées élastiquement par l'intermédiaire d'une vis et d'une rondelle élastique de manière à ce que la distance entre les douilles et le cadre puisse varier légèrement. Les douilles 3 coulissent le long de colonnes verticales de guidage 4 fixées au bati 5 de la machine. Une vis 6 d'axe vertical est suspendue au bati 5 par l'intermédiaire de deux paliers 7 et entraînée en rotation par un moteur 8. Sur cette vis 6 qui est de préférence une vis à bille se déplace un écrou à bille g ; cet écrou est relié au cadre mobile 1 par un cardan 10. Le cardan 10 comporte un étrier Il fixé au cadre I, un tourillon 12 monté pivotant sur l'étrier Il, un tourillon 13 monté pivotant sur le tourillon 12, les axes de pivotements étant orthogonaux entre eux et situés dans un plan horizontal, L'écrou 9 de la vis 6 est logé dans le tourillon 13. Une représentation plus détaillée du cardan 10 est visible sur la figure 2. Les axes de pivotement des tourillons sont également des axes de coulisser ment, comme nous le verrons par la suite lors de l'explication du fonctionnement du cardan. Sur le bati est également montée une barre de guidage 104 horizontale sur laquelle coulisse une douille 103. Le pistolet 2 de cablage est monté sur cette douille 103. Une vis d'axe horizontale 106 est suspendue au bati 5 par deux paliers 107 et entrainée en rotation par un moteur iota. D'autre part, l'axe de la vis 106 est parallèle à l'axe de la barre 104. Sur la vis 106 se déplace un écrou 109 relié à la douille 103 par un cardan 110. Le cardan 110 comporte un étrier 111, un tourillon i12 monté pivotant sur l'étrier 111, un tourillon 113 monté pivotant sur le tourillon 112. L'axe de pivotement du tourillon 112 est vertical et sert également d'axe de coulissement. L'axe de pivotement du tourillon 113 est horizontal et orthogonal b l'axe de la vis 106. L'écrou 109 est porté par le tourillon 113. Sur le figure 2 le cardan 10 reliant l'écrou 9 de la vis verticale 5 au cadre mobile 1 est représenté avec plus de détail. Le cardan 110 étant semblable au cardan 10 sauf sur un point qui sera précisé ultérieurement la description du cardan 10 est également valable pour le cardan 110. L'étrier Il fixé au cadre I comporte 2 évidements cylindriques 20 d'axe horizontal disposés en regard et dans ces évidements 20 des bagues 21. Le tourillon 12 comporte deux pivots 22 ayant meme axe et qui sont logés dans les bagues 21. Le tourillon 12 comporte également deux évidements 23 ayant mtme axe, cet axe étant orthogonal à l'axe des pivots 22. Le tourillon 13 comporte deux pivots 24 de même axe logés dans des bagues 25 disposées dans les évidements 23. Entre les bagues 21 et le tourillon 12 on a coincé autour des pivots 22 des rondelles élastiques déformables 26. D'autres rondelles élastiques 27 ont été disposées autour des pivots 24. A l'intérieur du tourillon 13 est logé 11 écrou à bille 9 se vissant sur la vis 6 d'axe vertical. La vis 6 est suspendue par les deux paliers 7 au bati 5 de la machine. Le fonctionnement des dispositifs de l'invention est le suivant. Lorsqu'il se produit des déformations de l'ensemble la position relative de la vis 6 par rapport au cadre mobile 1 peut changer. Tout déplacement angulaire relatif de l'axe de la vis par rapport au plan du cadre mobile peut être rattrapé par rotation des tourillons 12 et 13 autour des axes de leurs pivots 22 et 24. A l'intérieur d'une certaine plage, toute variation de la distance relative entre l'axe de la vis et le plan du cadre mobile peut entre rattrapée par coulissement des pivots 22 et 24 le long de leur axes dans les bagues21 et 25. Les rondelles élastiques assurent le centrage des tourillons 12 et 13. Ainsi l'écrou 9 ne risque-t-il jamais de se trouver coincé, le -long de la vis 6 et on peut ainsi avec une grande précision mécanique déplacer le cadre mobile. Le cardan 110 est constitué des mêmes éléments que le cardan 10 mais lors du montage du cardan 110 les bagues tenon représentées) disposées dans les évidements du tourillon 112 ont été mises pratiquement au contact du tourillon 113 de façon que les pivots 124 de celui-ci ne puissent pas coulisser le long de leur axe. Ceci afin d'empêcher les oscillations du pistolet autour de la barre de guidage 104. Par contre les pivots 122 du tourillon 112 peuvent coulisser verticalement le long de leur axe et sont munis de rondelles élastiques de centrage qui équilibrent également le poids du cardan. Selon une variante on pourrait ne pas bloquer les bagues contre le tourillon 113 mais disposer autourvdes pivots 124 entre bagues et tourillon des rondelles élastiques dures dont la déformation soit plus difficile que les rondelles élaso tiques disposées autour des pivots 122. Les vis et écrous employés dans cette machine sont de préférence des vis et des écrous à billes. Lorsqu'il se produit des déformations des différents éléments (barre de guidage, bati, vis horizontale...), la position relative de la vis 106 par rapport à l'axe de la barre 104 peut changer. Tout déplacement angulaire relatif de l'axe de la vis 106 par rapport à l'axe de la barre 104 peut étre rattrapé par rotation des tourillons 112 et 113 autour des axes de leurs pivots 122 et 124. A l'intérieur d'une certaine plage, toute variation de la distance relative entre l'axe de la vis 106 et l'axe de la barre 104 peut être rattrapée par coulissement des pivots 124 le long de leur axe. Toutes les déformations des différents éléments de la machine qui tendent à détruire le parallélisme entre la vis verticale et le cadre mobile ainsi qu'entre la vis horizontale et la barre de guidage sont en permanence rattrapés grâce aux cardans 10 et 110. Bien que l'exemple décrit ait trait à une machine à cabler, l'invention est applicable à toute machine comportant -un cadre mobile parallèlement à un plan et un outil déplaçable selon une droite parallèle à ce plan, par exemple machines tracer, à découper, à poinçonner. Bien que les dispositifs de déplacement continu d'un organe mécanique et la machine utilisant de tels dispositifs qui viennent d'être décrits paraissent les plus avantageux, on comprendra que diverses modifications puissent être apportées sans sortir du cadre de l'invention,certains de leurs éléments pouvant être remplacés par d'autres éléments susceptibles d'y assurer la meme fonction ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique comportant des moyens de guidage dudit organe mécanique, - une vis associée à un écrou, - des moyens d'entranement de la vis en rotation autour de son axe, -des moyens de liaison entre l'écrou et ledit organe mécanique, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison sont constitués par un cardan comprenant - un étrier fixé sur ledit organe mécanique, - un premier tourillon comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit étrier, un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit premier tourillon, les axes des pivots du premier et du deuxième tourillon étant orthogonaux entre eux et étant situés dans un plan orthogonal à l'axe de la vis, et les pivots de l'un au moins des tourillons pouvant coulisser le long de leur axe. 2/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique dans lequel les moyens de guidage dudit organe comportent deux colonnes d'axe parallèles à l'axe de la vis et des douilles montées sur ledit organe et coulissant le long de ces colonnes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pivots des deux tourillons peuvent coulisser le long de leurs axes. 3/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pivots sont munis d'organe élastique de centrage. 4/ dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique dans lequel les moyens de guidage dudit organe comportent une barre dont l'axe est parallèle à l'axe de la vis et une douille solidaire dudit organe et coulissant le long de la barre selon-la revendication 1, caractériss sn coque les- pivots-de-l'un des tourillons ont leur axe situé dans le plan formé par les axes de la vis et de la barre et en ce que les pivots de ce tourillon peuvent coulisser le long de leur axe. 5/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tourillon dont les pivots ont leur axe situé dans le plan formé par les axes de la vis et de la barre est muni d'organes élastiques de centrage. 6/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique selon l'une des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que le tourillon dont les pivots ont leur axe non situé dans le plan formé par les axes de la vis et de la barre est bloqué latéralement. 7/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tourillon dont les pivots ont leur axe non situé dans le plan formé par les axes de la vis et de la barre est muni de moyens élastiques de centrage. 8/ Dispositif de déplacement continu d'un organe mécanique selon l'une des revendications 3, 5 ou 7 caractérisé en ce que les moyens élastiques de centrage sont constitués par des rondelles élastiques disposées autour des pivots au contact des tourillons. 9/ Application des dispositifs de déplacement continu selon les revendications 2 et 4 à une machine comportant un cadre vertical mobile, - des moyens de guidage dudit cadre comprenant deux colonnes de guidage verticales fixées au bati de la machine et des douilles montées sur ledit cadre et coulissant le long desdites colonnes, - une vis verticale entrainée en rotation autour de son axe et soutenue par les paliers solidaires du bati, - un écrou vissé sur ladite vis verticale, - des moyens de liaison entre ledit écrou et ledit cadre mobile, - un outil dont la pointe est voisine du cadre mobile, ledit outil étant monté sur une douille coulissant le long d'une barre d'axe horizontale, - une vis horizontale entraînée en rotation et suspendue par des paliers fixés au bati, les axes de ladite vis horizontale et de la barre étant situés dans un plan vertical parallèle à l'axe des colonnes de guidage du cadre mobile, - un écrou vissé sur ladite vis horizontale, - des moyens de liaison entre ledit écrou et ledit outil, - caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison entre l'écrou de la vis verticale et ledit cadre mobile sont constitués par un cardan comprenant un étrier fixé sur ledit cadre, - un premier tourillon comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit étrier, - un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots reposant sur des évidements creusés dans ledit premier tourillon, les axes des pivots des deux tourillons étant orthogonaux entre eux et situés dans un plan horizontal et les pivots des deux tourillons pouvant coulisser le long de leurs axes, " et en ce que les moyens de liaison de l'écrou de la vis horizontale avec outil sont constitués par un cardan comprenant - un étrier fixé à la douille supportant l'outil, - un premier tourillon comportant des pivots d'axe vertical reposant sur des évidements creuxés dans l'étrier, - les pivots dudit premier tourillon pouvant coulisser le long de leur axe, - un deuxième tourillon solidaire dudit écrou comportant des pivots d'axe horizontal orthogonal à l'axe de la vis horizontale reposant sur des évidements creusés dans le premier tourillon. 10/ Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que les tourillons du cardan relié au cadre mobile et le tourillon du cardan relié à l 'outil ayant des pivots verticaux sont munis de moyens de centrage. 11/ Machine selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le tourillon du cardan relié à l'outil ayant des pivots horizontaux est bloqué latéralement. 12/ Machine selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le tourillon du cardan relié à l'outil ayant des pivots horizontaux est muni de moyens élastiques de centrage. 13/ Machine selon l'une des revendications 10 ou 12, caractérisée en ce que les moyens élastiques de centrage sont constitués par des rondelles élastiques disposées autour des pivots au contact des tourillons. 14/ Machine selon la revendication 4,, caractérisée en ce que le cadre mobile sup porte les extrémités des fils à cabler et en ce que l'outil est un pistolet à souder.