Brevet FR2413177A1 — publié le 19790727

La présente invention a pour objet un dispositif réglable en hauteur pour le support vertical de charges importantes, notamment des consoles de machines-outils, du type comprenant une vis verticale qui est reliée par son extrémité supérieure à la charge à supporter et est engagée dans un écrou monté dans un corps de base. Il est connu de supporter une charge importante, telle que par exemple la console d'une fraiseuse, à l'aide d'un dispositif tel que celui représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, on voit une charge 4, par exemple une console de machine-outil, supportée par une vis 3a engagée dans un écrou 2a monté sur un corps de base la. Pour régler en hauteur -la position de la charge 4, on agit sur la vis 3a, par l'intermédiaire de moyens de commande (engrenages, volant) non représen- tes, pour déplacer la vis à l'intérieur de l'écrou 2 et par suite déplacer la charges4 verticalement par rapport au corps de base la. Dans un tel systeme, les efforts à exercer pour faire tourner la vis 3a sont importants. C'est pourquoi il est nécessaire d'adjoindre un vérin supplémentaire de support comprenant un piston 3b engagé dans la cavité 2b remplie de fluide hydraulique, d'un cylindre 2b. Un tel systeme présente des inconvénients dans la mesure où la mise en oeuvre de deux ensembles de soutien (vis 3a écrou 2a et vérin lb, 3b) rend la réalisation plus compliquée et augmente les coûts de fabrication. La mise en oeuvre d'un vérin, qui implique un rodage du cylindre lb, et un polissage, augmente le coût de fabrication, car l'usinage est délicat. En outre, le prix est encore augmenté de façon très sensible si, pour des raisons d'encombrement le vérin doit être télescopique. Par ailleurs, outre un entretien délicat, du fait de la présence de points coulissants entre le piston et le cylindre, le système de la figure 1 présente le risque de provoquer une déformation de la console dans le cas où le réglage de la pression en fonction de la masse à déplacer n'est pas effectué correctement. La présente invention vise précisément à remédier aux inconvénients précités et à permettre une diminution de l'effort nécessaire pour déplacer une charge avec un système vis-écrou, sans qu'un vérin ne soit adjoint ie façon distincte au système vis-écrou. Ce but est atteint grade à un dispositif du type mentionné au début dans lequel, conformément à l'invention, le corps de base définit une cavité dans laquelle peut pénétrer la 7is de réglage engagée dans l'#cro#, ladite cavité est remplie d'un liquide sous pression et le corps de base comprend au moins une canalisation débouchant dans la cavité et reliée à une source d'alimentation en liquide sous pression. Grace à un tel dispositif, qui évite la fabrication d'un vérin indépendant et par suite apporte une simplification dans la construction et permet de réduire les coûts, il est possible de produire une diminution très sensible de l'effort nécessaire pour déplacer une charge avec un système vis/écrou.En outre, dès qu'il y a mouvement, une lubrification de l'ensemble vis-écrou se produit, facilitant ainsi le fonctionnement de ces#éléments. Enfin, l'assistance au déplacement vertical est facilement réglable, conformément à l'invention, par une modification de la pression du liquide à l'intérieur du corps de base et, dans le cas où l'effort dû à la pression devient supérieur au poids à soulever, la vis flotte simplement sur un film d'huile porté par l'écrou et aucun risque de déformation de la charge ne peut intervenir puisque celle-ci reste soutenue par un ensemble ayant un point d'application unique# Lle tête de la vis). Ainsi, gracie â la présence d'un moyen hydraulique de pression qui est situé à l'intérieur même de ensemble vis-écrou, et coopère directement avec cet ensemble, la présente invention apporte à la fois une amélioration des performances, une simplification de fabrication et une réduction du coût de production par rapport aux dispositifs connus tels que par exemple le dispositif représenté sur la figure 1. Selon une caractéristique particulière de la présente invention, l'écrou monté sur le corps de base comporte à sa partie supérieure une gorge de récupération de liquide prenant naissance au niveau du filetage de l'écrou et débouchant sur une canalisation d 'évacuation. Dans ce cas, la canalisation d'évacuation est avantageusement formée dans l'écrou et le corps de base. Le corps de base peut lui-même présenter diverses configurations. Il n'est notamment pas nécessaire que celui-ci soit cylindrique. Au contraire, le corps de base peut fort bien présenter une section plus importante à sa partie inférieure. Selon une variante de réalisation de la présente invention, la vis verticale de réglage est télescopique et comprend. une première partie cylindrique creuse munie d'un premier filetage sur sa surface latérale externe, qui coopère avec l'écrou monté dans le corps de base, et d'unvdeuxième filetage sur sa surface latérale interne et une deuxième partie cylindrique engagée dans ladite première partie cylindrique et coopérant avec cette dernière par un filetage formé sur la surface latérale externe de ladite deuxième partie, et la vis verticale de réglage est reliée à la charge à supporter par l'extrémité supérieure de la deuxième partie cylindrique. De façon plus particulière, la deuxième partie cylindrique de la vis verticale de réglage est pourvue d'une tête ou dent de loup dans sa#portion inférieure et la première partie cylindrique creuse présente sur une partie de sa hauteur à partir du bas un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de ladite tête. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitrontmieux à la lecture de la description qui fait suite de modes particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schematique en coupe d'un dispositif réglable de support de charges, qui appartient à l'é- tat de la technique, - la figure 2 est une vue latérale avec coupe partielle d'un dispositif selon l'invention monté pour supporter une console de machine-outil, - la figure 3 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, et - la figure 4 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. Si l'on se reporte à la figure 2, on voit une machine-outil, qui pourrait être une fraiseuse, équipée d'un dispositif réglable de support de charge selon 1'invention. Le dispositif de support selon l'invention comprend un corps de base 1 fermé à sa partie inférieure et muni d'une cavité 100. Le corps de base I est disposé sur un socle 10 du bâti de la machine. La cavité 100 du corps de base I est remplie d'un liquide sous pression 101 amené par une canalisation 102 depuis une pompe hydraulique Il Un limiteur de pression 12 est intercalé entre la pompe hydraulique il et la canalisation 102. La partie supérieure du corps de base 1 est fermée par un écrou 2. Une vis verticale 3 est engagée dans l'écrou 2 et plonge par sa partie inférieure dans le liquide sous pression 101 à lsin- térieur de la cavité 100 du corps de base 1, sans toutefois toucher le fond de la cavité 100. A sa partie supérieure, la vis 3 est reliée à la console 4 de la machine-outil pour assurer un support de cette console. La console 4 supporte elle-même un chariot 5 muni d'une table 6 sur laquelle est disposée une pièce à travailler 7. Le mouvement de descente ou de remontée-de la vis 2, est effectué à partir d'une commande, par exemple manuelle à l'aide du volant 8, reliée à la partie supérieure de la vis 3 par une transmission 9, par exemple à engrenages Lorsqu'on agit sur le volant 8, la vis se déplace dans l'écrou 2 solidaire du corps de base 1.La console 4 et les éléments qu'elle supporte sont alors déplacés avec la vis 3 par rapport à l'écrou 2 et au corps de base 1. Du fait de la présence d'une assistance hydraulique, l'effort à exercer sur le volant 8 est moindre que dans le cas d'un système classique ne comportant qu'un ensemble vis-écrou. par ailleurs, l'encombrement reste le même qu'avec un système vis-écrou classique, puisque selon l'invention, le fluide hydraulique 131 est incorporé dans le corps de base 1 lui-meme. On voit sur la figure 3 un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de support comprend un corps de base 1 de forme sensiblement tronconique qui repose par sa grande base 112 sur un socle 10. Le corps de base 1 comprend une cavité 100 remplie de liquide 101 envoyé sous une pression P à l'interieur de la cavité 100 par un orifice d'entrée 103 ménagé dans la paroi latérale du corps 1 formant pied, et relié par une canalisation 102 à une source de liquide sous pression telle que le pompe hydraulique 11 de la figure 2. Un écrou 2 repose par sa face inférieure 202 sur la face supérieure 111 des parois latérales du corps de base 1. L'écrou 2 est rendu solidaire du corps de base 1 de manière classique par des moyens de liaison non représentés sur les figures. Une vis 3, reliée à sa partie supérieure 302 à une charge non représentée, par exemple la console 4 de la figure 2, est engagée dans l'écrou 2 et plonge dans le liquide 101 situé dans la cavité 100 du corps de base 1. Lorsque la vis 3 n'est pas en mouvement, elle repose sur les filets de l'écrou 2. La course de la vis 3 est en effet prévue pour que la partie inférieure 300 de la vis ne vienne jamais en contact avec le fond de la cavité 100. La pression p d - des forces Fl, F2, ... normales aux génératrices 301 du cylindre qui compose la vis. Ces forces sont opposées deux à deux et présentent une résultante nulle. - une force F, agissant sur ltextremite inférieure 300 de la vis et dirigée vers le haut selon l'axe de la vis. Cette force F tend ainsi à diminuer le poids à soulever. Du fait de l'existence de la force de réaction F agissant sur la vis 3, l'opératéur qui agit pour manoeuvrer la vis 3, par exemple à l'aide du volant 8 de la figure 2, n'a plus qu'à exercer un effort correspondant au poids de la charge diminué de la force F. La force F est ajustée au moyen de la pression P. La pression P peut être maintenue constante à l'aide d'un limiteur de pression tel que 12 (figure 2). La pression P peut également être réglée à différentes valeurs pour tenir compte de variations de la charge à supporter. De toute manière, si l'effort F dû à la pression P devient supérieur au poids à soulever, il ne peut intervenir aucun dommage pour la charge. En effet, dans ce cas, la vis flotte simplement sur un film de liquide porté par l'écrèu, et du liquide hydraulique suinte entre vis et écrou. Ainsi, l'invention permet de régler sans danger l'assistance au déplacement vertical de la vis 3. Selon une caractéristique avantageuse, l'écrou 2 est muni à sa partie supérieure d'une gorge 200 qui prend naissance du cote des Filet5 de l'écrou 2. De la sorte, l'huile qui peut suinter entre les filets 301 de-la vis 3 et l'écrou 2, sous la .e lapression interne P dans la cavité 100, est recueille sur l'écrou 2. On a représenté sur la figure 3 une gorge circulaire qui constitue ainsi un petit réservoir d'huile. La gorge 200 pourrait toutefois être simplement radiale par exemple. Une canalisation de récupération de l'huile retenue dans la gorge 200 est ménagée en 201 dans l'écrou 2 et se pourstlit dans la paroi du corps de base 1 par le conduit 104. La canalisation 104 se poursuit par un conduit 105,106 qui permet un renvoi de l'huile récupérée dans le réservoir de la pompe hydraulique 11. La canalisation 201, 104, 105, 106 est de préférence incorporée au pied de base 1, comme représenté sur la figure 3. Toutefois, cette canalisation de récupération pourrait également être extérieure au corps de base 1. Le fonctionnement du dispositif de la figure 3 est le suivant : lors de la montée d'une charge supportée par la vis 3, la vis 3 tourne sur elle-même et monte le long de l'écrou 2. La partie de la vis 3 qui vient coulisser dans l'écrou 2 est plongée dans le bain d'huile 101. Par suite, la vis 3 est constamment lubrifiée, ce qui diminue l'effort de frottement entre la vis 3 et l'écrou 2 et contribue ainsi, outre l'action de la pression P du liquide 101, à diminuer l'effort nécessaire pour soulever la charge reposant sur la vis 3. Lors de la descente, le corps de la vis 3 pénètre dans la cavité 100 du corps de base 1 et chasse l'huile 101 à la fois par la canalisation 103,102 reliée au limiteur de pression 12, et par le jeu fonctionnel entre la vis 3 et l'écrou 2. Le système vis-écrou reste donc encore lubrifié en permanence. Dans tous les cas, l'huile qui passe entre vis 3 et écrou 2 est recueillie dans la gorge 200 de l'écrou 2 et peut retourner au réservoir de la pompe hydraulique Il par la canalisation 201,104, 105, 106. Du fait que le système vis 3 écrou 2 est constamment lubrifié sous pression, l'usure et l'échauffement (donc la dilatation thermique) sont notablement diminués. La précision du système est donc conservée dans le temps. La figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la vis 3 utilisée est télescopique. Le fonctionnement et les avantages de ce mode de réalisation sont similaires à ceux du dispositif de la figure 3. Sur la figure 4, on voit une vis 3 qui comprend une première partie cylindrique creuse 31 munie d'un premier filetage sur sa surface latérale externe, qui coopère avec l'écrou 2 monté dans le corps de base 1 de la même manière que le filetage 301 de la vis 3 de la figure 3. La première partie cylindrique creuse 31 comprend en outre, dans la partie supérieure de son alésage interne un deuxième filetage 20. Une deuxième partie cylindrique 32 de la vis 3 est engagée dans l'alésage interne de la première partie cylindrique creuse 31, et coopère, par un filetage forme sur sa surface latérale externe, avec le filetage 20 formant écrou. La charge à supporter par le dispositif de la figure 4 est reliez à la partie supérieure 34 de la deuxième partie de vis 32.L'alésage interne 35 de la partie de vis externe 31 présente dans sa partie non filetée, une section supérieure à celle de la partie de vis interne 32. La partie de vis interne 32 est pourvue d'une tête 33, ou dent de loup, dans sa portion inférieure. Le fonctionnement du dispositif de la figure 4 est le suivant. Au cours de la montée, la partie de vis interne 32 tourne dans le filetage 20 jusqu'à ce que la dent de loup 33 rende solidaires en rotation la partie de vis interne 32 et la partie de vis externe 31. La partie de vis externe 31 tourne alors dans l'écrou 2 pour poursuivre le mouvement de montée de la charge. Le processus drassistance hydraulique est ainsi le même que dans le cas #du dispositif de la figure 3, dans la mesure où chaque partie de vis en rotation (soit la partie interne 32 seule dans une première phase, soit l'ensemble 31,20,32 dans une deuxième phase) peut chaque fois être considérée comme la vis simple 3 de la figure 3. I1 est évident que l'invention s'applique également à des vis 3 télescopiques présentant un nombre de parties coaxiales supérieur à deux. Le processus de fonctionnement reste en effet le même. Bien entendu, diverses modifications et adjonctions peuvent être apportées par lthomme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif réglable en hauteur pour le support vertical de charges importantes, notamment des consoles de machinesoutils, du type comprenant une vis verticale qui est reliée par son extrémité supérieure à la charge à supporter et est engagée dans un écrou monté dans un corps de base, caractérisé en ce que le corps de base définit une cavité dans laquelle peut pénétrer la vis de réglage engagée dans l'écrou, en ce que ladite cavité est remplie d'un liquide sous pression et en ce que le corps de base comprend au moins une canalisation débouchant dans la cavité et reliée à une source d'alimentation en liquide sous pression. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrou monté sur le corps de base comporte à sa partie supérieure une gorge de récupération de liquide prenant naissance au niveau du filetage de l'écrou et débouchant sur une canalisation d'évacuation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la canalisation d'évacuation est formée dans l'écrou et le corps de base. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de base présente une section plus importante à sa partie inférieure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vis verticale de réglage est télescopique et comprend une première partie cylindrique creuse munie d'un premier filetage sur sa surface latérale externe, qui coopère avec l'écrou monté dans le corps de base, et d'un deuxième filetage sur sa surface latérale interne et une deuxième partie cylindrique engagée dans ladite première partie cylindrique et coopérant avec cette dernière par un filetage formé sur la surface latérale externe de ladite deuxième partie, et en ce que la vis verticale de réglage est reliée à la charge à supporter par l'extrémité supérieure de la deuxième partie cylindrique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième partie cylindrique de la vis verticale de réglage est pourvue d'une tête ou dent de loup dans sa portion inférieure et en ce que la première partie cylindrique creuse présente sur une partie de sa hauteur à partir du bas un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de ladite tête. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage de la pression dn Liquide introduit dans la cavité du corps de base.