Brevet FR2268981A1 — publié le 19751121

l'invention concerne les glissières de guidage d'un organe de machine sur un autre organe, notamment dans les machines-outils On connais les glissières à guidage visqueux dans lesquelles les surfaces adjacentes des deux organes sont pratiquement en contact à l'arrêt, tandis que le déplacement relatif des deux surfaces provoque la formation d'un film d'huile à partir d'une réserve logée dans des rainures creusées dans l'une des surfaces ; les glissières à guidage hydrostatique dans lesquelles les deux surfaces sont séparées, même à l'arrêt, par un coussin de lubrifiant dont la pression est entretenue par une. pompe; et les glissières à guidage par roulement qui comportent, par exemple, des patins à galets ou à billes, interposés entre les surfaces adjacentes des deux organes en cause.Chacun de ces types de guidage présente des avantages et des inconvénients . Ainsi, les guidages visqueux présentent l'avantage d'#re d'un faible prix de revient et d'assurer un bon amortissement des vibrations, mais leur coefficient de frottement est relativement élevés les guidages hydrostatiques ont l'avantage d'offrir un faible coefficient de frottement et également un bon amortissement des vibrations, mais leur mise en oeuvre est onéreuse; et enfin les guidages par roulement, dans lesquels les frottements sont suppri més et remplacés par une simple résistance au roulement presque négligeable, présentent l'inconvénient d'assurer un moins bon amortissement et surtout d'être d'un prix de revient élevé Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de guidage qui ne présente pas les inconvénients précités des dispositifs de guidage connus et qui, dans une certaine mesure, en réunisse les avantages A cet effet, le dispositif de guidage suivant l'invention, qui est du type visqueux, comporte, dans une partie de la surface de glissement de ltun des deux organes jamais découverte par la surface de glissement de l'autre organe, des évidements munis d'un organe péripherique d'étanchéité contre ladite autre surface et alimentés sous une pression de valeur insuffisante pour éloigner les deux surfaces l'une de l'autre Gràce à cette structure particulière, la pression exercée par l'huile au droit des évidements, crée une force qui réduit la force d'application des deux surfaces l'une contre l'autre et, par conséquent, la pression unitaire entre ces deux surfaces, de sorte que le coefficient de frottement entre ces surfaces est également duit. Un tel dispositif rassemble les avantages d'un faible coefficient de frottement des guidages hydrostatiques et des guidages par roulement, sans présenter leur inconvénient d'un prix de revient élevé, et les avantages d'un bon amortisse.ent des guidages visqueux et des guidages hydrostatiques, sans présenter leurs inconvénients respectifs d'un fort coefficient de frottement et d'un prix élevé On peut ajuster la pression de l'huile dans les évidements en fonction des conditions de fonctionnement des glissières.Ainsi, on peut utiliser une pression d'huile relativement forte pour réaliser un soulagement important des glissières lors des déplacements relatifs des deux organes en vue de réduire les efforts à mettre en jeu à cet effet; on peut utiliser une pression moins forte pour ohtenir un soulagement moins important en cours d'usinage, ce qui permet d'avoir un bon coefficient de frottement et un bon amortissement; enfin, on peut utiliser une pression faible ou meme ne pas mettre du tout les évidements sous pression pour obtenir un petit soulagement ou un soulagement nul en position, les conditions étant alors celles d'un guidage visqueux Dans un mode de réalisation avantageux, des rainures sont pratiquées en dehors des évidements dans la surface de l'organe où sont déjà creusés lesdits dvidenents. De telles rainures dites " pattes d'araignée ", de préférence alimentées en huile, servent à former une réserve de lubrifiant permettant la formation du film d'huile par le déplacement relatif des deux organes L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un système de guidage visqueux de glissières de machine perfectionné sui vant l'invention Sur ces dessins La Fig. 1 représente, en coupe verticale faite suivant la ligne I-I de la Fig. 2, la disposition génkrale de la glissière de guidage d'un montant d'aléseuse horizontale sur un banc La Fig. 2 est une coupe horizontale faite suivant la ligne Il-Il de la Fig. 1, et La Fig. 3 montre, à plus 0rand écneile, un détail vu en coupe faite suivant la ligne3II-III de la Fig 2 La machine-outil représentée schématiquement sur les Fivs. 1 et 2 est une aléseuse-fraiseuse horizontale, dont la poupée 1, qui porte une broche rotative porte-outil, est montée a' coulissement vertical sur un montant 2 qui peut lui-même coulisser horizontalement sur un ban 3. Dans la face inférieure 5 du montant 2, qui glisse sur la face supérieure 6 du banc 3, sont creusés des évidements 7 dont les fonds peuvent être reliés, par une conduite 8, à une source .sDpropriée d'huile sous pression par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage de pression 9. les évidements 7 ne sont jamais découverts, car la base du montant 2 est plus courte que la longueur du banc 3 sur lequel elle coulisse. le bord de chaque évidement 7 est muni d'un dispositif périphérique d'étanchéité contre la face supérieure 6 du banc; ce dispositif n1 est pas représenté sur les Figs. I et 2, mais on en donnera plus loin un exemple possible de réalisation Dans la face inférieure 5 du montant 2, sont taillées aussi des rainures dites "pattes d'araignée11 12 en dehors des évidements 7.De préférence, ces rainures sont en communication avec une source d'alimentation en huile Le fonctionnement de la glissière est le suivant Lorsqu'on n1 envoie pas d'huile sous pression dans la conduite 8, l'huile cui se trouve dans les évidements 7 est à la pression atmosphérique, de sorte que le coulissement du montant 2 sur le Wanc 3 se fait dans les conditions d'un guidage visqueux classique sous l'effet du film d'huile qui se forme entre les deux organes en provenance de la réserve d'huile contenue dans lesdits évidements et dans les rainures 12. Si l'on envoie de l'huile sous pression dans les évidements 7, on crée dans le fond de ceux-ci une réaction verticale qui soulage la glissière d'une fraction du poids du montant 2 d'autant plus grande que la pression dans lesdits évidements est élevée. On a ainsi la faculté de réduire le coefficient de frottement du guidage visqueux dans toute proportion dÇsirée suivant les conditions de travail, ainsi que cela a déjà été exposé plus haut De toutes façons, l'étendue de évidements et la pression de l'huile qu'on y envoie ont des valeurs telles qu'en aucun cas la résultante veiticale de la pression de l'huile dans les évidements n'exerce sur le montant 2 une force supérieure au poids de ce dernier La Fig. 3 montre un exemple de réalisation du dispositif pé riphérique d'étanchéité des évidements 7. Une bague cylindrique d'étanchéité 21 est montée à coulissement dans l'évidement 7 garni, dans cet exemple, pour des raisons de commodité d'usinage et de montage, d'une autre bague cylindrique 22 emmanchée à force dans ledit évidement et d'épaisseur très légèrement inférieure à la profondeur de l'évidement de manière à ne pas porter contre la surface supérieure 6 du banc 3.La bague d'étanchéité 21 coulisse donc, par sa surface cylindrique extérieure dans l'alésage de la bague fixe 22 et l'étanchéité entre ces deux pièces est assurée par un joint torique 24 logé dans une orge correspondante de la bague fixe 22. La bague d'étanchéité 21 coulisse aussi, par sa surface cylindrique intérieure, sur la surface cylindrique extérieure d'un disque circulaire 25 fixé dans le fond de l'évidement 7 par des vis 26. L'é- tanchéité entre la bague mobile 21 et le disque circulaire 25 est assurée par un joint torique 28 logé dans une gorge correspondante pratiquée dans la surface cylindrique extérieure du disque circulaire 25 La bague mobile d'étanchéité 21 pressente, en saillie dans son alésage, un cordon annulaire 27 qui s'étend, à partir de la face plane inférieure de ladite bague d'étanchéité, sur une hauteur axiale inférieure à la profondeur de l'évidement 7 diminuée de l'épaisseur du disque circulaire 25 de telle manière que la bague d' étan- chéité 21 puisse subir de légers déplacements verticaux et que la face annulaire supérieure 29 du cordon annulaire 27 soit toujours découverte. La bague d'étanchéité 21 est sollicitée lastiquement contre la face supérieure 6 du banc par des ressorts hélicoïdaux de compression 32 dont une etrémité s'appuie dans le fond de trous borgnes 35 pratiqués dans la base du montant 2 et l'autre extrémit contre la face annulaire supérieure de ladite bague L'arrivée de l'huile en provenance des conduites 8 dans les évidements 7 se-fait par des trous axiaux 36,37 pratiqués, respec vivement, dans le fond de I'videment 7 et dans le disque circulaire 25 entre lesquels est placé un joint torique d'étanchéité 38 Une gorge annulaire 41 de récupération des fuites d'huile pratiquée dans la face annulaire plane inférieure de la bague d'étan- chéité 21 est en communication, par des trous axiaux 42 de ladite bague, une gorge annulaire 43 pratiquée dans la face annulaire plane supérieure de ladite bague, les trous 33, et-des orifices de raccordevent 34 respectivement en communication avec les trous 33, avec un emplacement de récupération approprié l'huile envoyée sous pression dans le compartiment 7 exerce, entre autres, une résultante verticale dirigée de haut en bas sur la face supérieure 29 du cordon annulaire de la bague dtétanchéité 21 une force qui applique cette dernière contre la face supérieure 6 du banc 2 en rendant ainsi l'évidement 7 sensiblement étanche sur sa périphérie. les fuites d'huile qui passent entre la bague d'étanchéité 21 et la face supérieure 6 du banc sont récupérées dans la gorge annulaire 41 de ladite vague d'où elles sont évacuées vers ltextSrieur . . Dans un mode de réalisation simplifié, on pourrait faire coulisser la bague d'étanchéité 21 directement dans l'évidement cylindrique 7 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté; on peut y apporter des modifications suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention C'est ainsi, par exemple, que l'invention n'est pas applicable seulement aux glissières planes rectilignes, mais, d'une manière plus générale, à toute glissière de guidage d'un organe de machine sur un autre organe, telle que, par exemple, des glissières planes cir culaires, ou encore des glissières prismatiques rectilignes ou cir culaires, ou bien des glissières cylindriques ou tronconiques Revendications 1;- Glissière de guidage d'un organe de rlachine sur un autre organe, comportant, sur une partie de l'un des deux organes toujours recouverte par la surface de plissement de l'autre organe, une pièce évidée ~ont l'intérieur est relié à une source de fluide sous pression et qui est munie d'un organe periphérioue d'étanchéité sollicité contre ladite urface de glissement également sous l'action dudit fluide sous pression, caractérisée en ce que ladite pièce est logée à coulissement étanche dans un évidement pratiqué dans la surface de ^lisse.ment du premier orsane précité 2.- Glissière suivant la revelldication 1, caractérisée en ce qus des rainures sont pratiquées, en dehors desdits évidements, dans la surface de l'organe où sont déjà creusés les évidements 3.- Glissière suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe périphérique d'étanchéité est constitué par une bague qui est montée à coulissement dans l'évidement de forme cylindrique, et qui présente, en saillie dans son alésage, un cordon annulaire en contact avec la surface de glissement de l'autre organe précité, l'alimentation en huile sous pression se faisant dans une partie du fond de l'évidement située en regard de l'alésage de la bague d'é étanchéité 4.- Glissière suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité est soumise à l'action de ressorts de pres sion contre la surface de glissement de l'autre organe précité 5.- Glissière sJivsLt la revendication 3, caractérisée en ce que la-bague d'étanchéité est montée à coulissement à la fois dans une bague cylindrique fixe emmanchée à force dans l'évidement et sur un disque circulaire fixé dans le fond de l'évidement et percé d'un trou de passage d'huile .ous pression vers 11 intérieur de la bague d'étanchéité, des joints d'étanchéité étant insérés entre les surfaces cylindriques de la bague d'étanchéité, d'une part, et les surfaces cylindriques de la bague fixe et du disque circulaire, d'autre part 6.- Glissière suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la face annulaire de portée de la bague d'étanchéité contre la surface de glissement de l'autre organe précité,présente une gorge de récupération de fuites d!huile dans laquelle débouchent au moins un trou de direction axiale en communication avec 1'e2térieur