Brevet FR2417367A1 — publié le 19790914

La présente invention a pour objet un dispositif d'équilibrage d'une tête coulissante horizontale de machine-outil. Dans les machines-outils comportant une tête coulissant horizontalement notamment par rapport a un chariot monte coulissant verticalement sur un bâti, le déplacement longitudinal de cette tête crée des efforts de porte- -faux variables sur les glissières de guidage du chariot et détermine des erreurs d'usinage non admissibles sur les pièces réalisées. Pour remédier a cet inconvénient, il est connu d'équilibrer le chariot et la tête horizontale au moyen d'un contrepoids qui est relié auxdits organes par des cables ou chaîne guidées sur le bâti au moyen de poulies. Il existe également différents moyens de liaison entre les cibles ou chaînes et la téte coulissante horizontale. Toutefois, ces moyens ne donnent pas toujours entière satisfaction en ce qui concerne les réactions sur les guidages de la tête coulissante et du chariot. La présente invention a pour but de remédier a cet in convénient. Conformément a la présente invention sur le chariot est montée pivotante autour d'un axe une barre d'appui dont les deux extrémités sont reliées par un moyen de suspension a un contrepoids, ladite barre d'appui présentant un chemin de guidage sur lequel se déplace un organe qui est relié par l'intermédiaire d'un moyen élastique a la tête horizontale suivant la verticale du centre de gravité de ladite tête. Ce dispositif permet donc quelle que soit la position de la tête coulissante, d'obtenir des réactions constantes sur les guidages de la tête coulissante et sur ceux du chariot, ce qui assure une haute précision en rectitude lors du déplacement de la tête coulissante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - -La figure 1 est une vue en élévation de face d'une machine-outil comportant le dispositif d'équilibrage d'une tête coulissante suivant l'invention - La figure 2 est une vue en élévation latérale de la machine représentée a la figure 1 - La figure 3 est une vue du dispositif d'équilibrage avec la tête en position sortie - La figure 4 est une vue du dispositif avec la tête en position rentrée. Aux figures 1 et 2 on a représenté une machine-outil notamment une fraiseuse-aléseuse qui est constituée d'un montant ou bâti 1 reposant sur le sol notamment par une embase, ledit montant présentant des glissières 2, 2a sur lesquelles est monté coulissant verticalement, un chariot 3 sur lequel sont prévues des glissières 4, 4a dans lesquelles coulisse horizontalement une tête 5 portant a l'une de ses extrémités, au moins une broche 6 sur laquelle est susceptible d'être monté un outil d'usinage. Pour assurer la précision du déplacement de la tête 5 coulissant horizontalement, il suffit que les réactions sur les glissières de guidage soient constantes quel que soit la position du centre de gravité g qui se déplace ainsi qu'il est représenté aux figures 3 et 4 suivant que la tête 5 est rentrée ou sortie. Le dispositif d'équilibrage de la tête horizontale 5 comprend une barre d'appui 7 qui est montée pivotante dans sa partie médiane sur un axe horizontal 8 solidaire du chariot 3. La barre d'appui 7 est reliée a ses deux extrémités 7a, 7b par des câbles ou chaînes 9, 9a a un contre-poids 10 dont la masse est égale à la somme des masses Pt de la tête et Pc du chariot, lesdits câbles 9, 9a étant guidés par des poulies Il montées sur le montant ou bâti 1. La barre d'appui 7 présente un chemin de roulement 12 sur lequel se déplace un galet 13 qui est monté rotatif sur un axe 14 solidaire de l'une des extrémités d'une tige 15 montée coulissante dans un cylindre 16 solidaire de la tête horizontale 5, ladite tige 15 présentant une tête 17 contre laquelle est en appui l'une des extrémités d'un empilage 18 de rondelles élastiques dont l'autre extrémité est en appui contre le fond du cylindre 16. Le galet 13 est ainsi relié à la tête 5 a la verticale du centre de gravité g suivant la ligne XX1 par l'intermédiaire d'un moyen élastique constitué par les rondelles élastiques 18, mais qui pourrait tout aussi bien être constitué par un ressort ou un vérin hydraulique. Le chemin de roulement 12 présente a partir de son milieu deux rampes inclinées opposées suivant un angle a de telle sorte que les extrémités du chemin de roulement sont situées a un niveau supérieur a celui de la partie centrale. En effet, on a constaté que lorsque le centre de gravité de la tête coulissante 5 s'éloigne de l'axe vertical XXI, la traction sur les câbles est modifiée. Le câble vers lequel la tête 5 se déplace est plus tendu, tandis que l'autre se détend. En raison de l'élasticité des câbles, le chemin de roulement 12 s'incline. C'est pour compenser cette inclinaison qu'il a été prévu des rampes inclinées d'un angle a qui est calculé en fonction de l'élasticité des câbles de suspension. Le dispositif suivant l'invention permet ainsi, quelle que soit la position de la tête en position sortie (figure 3) ou en position rentrée (figure 4), d'obtenir la relation Ti + Tj = Pc + Pt dans laquelle Ti et Tj sont les efforts de traction sur les câbles 9, 9a et Pc, Pt les masses du chariot 3 et de la tête 5. Ainsi, quelle que soit la position de la tête coulissante 5, les réactions sur les organes de guidage sont parfaitement constantes, ce qui assure une haute précision en rectitude lors du déplacement de la tête coulissante. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportees par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDTCATIONS 1. Dispositif d'equilibrage d'une tête coulissante horizontale de machine-outil comportant un bâti ou montant sur lequel est monté coulissant verticalement un chariot portant une tête coulissant horizontalement et munie d'au moins une broche, carac térisé en ce que sur le chariot est montée pivotante autour d'un axe une barre d'appui dont les deux extrémités sont reliées par un moyen de suspension a un contre-poids, ladite barre d'appui présentant un chemin de guidage sur lequel se déplace un organe qui est relié par l'intermédiaire d'un moyen élastique, a la tête horizontale suivant la verticale du centre de gravité de ladite tête. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la barre d'appui est montée pivotante dans sa partie médiane sur un axe horizontal solidaire du chariot. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la barre d'appui présente un chemin de roulement sur lequel se déplace un galet relié à la tête horizontale par l'intermédiaire d'un moyen élastique, ledit galet roulant sur la barre d'appui en lui appliquant un effort constant Pt correspondant a la masse de la tête coulissante. 4. Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le chemin de roulement de la barre de guidage présente a partir de son milieu deux rampes inclinées, opposées suivant un angle a de telle sorte que les extrémités du chemin de roulement sont situées a un niveau supérieur à celui de la partie centrale. 5. Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérise en ce que la masse du contre-poids est égale a la somme des masses du chariot et de la tête. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la moyen de suspension de la barre d'appui au contrepoids est constitué par des câbles ou chaînes guidés par des pou lies 7. Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le moyen élastique dispose entre le galet et la tête horizontale est constitué par un ressort. 8. Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le moyen élastique disposé entre le galet et la tette horizontale est constitué par un vérin hydraulique. 9. Dispositif suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que sur la tête horizontale est fixé un cylindre dans lequel est montée coulissante une tige présentant à l'une de ses extrémités, une tête en appui contre un empilage de rondelles élastiques disposées dans le cylindre et dont l'autre extrémité porte un axe sur lequel est monté rotatif le galet se déplaçant sur la barre d'appui.