Brevet FR2402799A1 — publié le 19790406

L' invention se rapporte aux assises coulissantes comportant deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre selon un axe de translation. I1 existe différentes possibilités pour effectuer des translations de pièces mécaniques. Le guidage sur billes ou sur galets nécessite que ces billes ou galets soient rigoureusement identiques. Toutefois, les différences inévitables produisent un manque de stabilité, d'où une sensibilité aux vibrations. Le montage et le réglage des pièces est délicat et assez long. En cas d'usure des pièces, la précision diminue. Les dispositifs à queue d'aronde sont plus faciles à réaliser mais restent d'un prix de revient élevé car ils nécessitent un usinage des pièces. Zls comportent une pièce dont ltextrémité est en forme de queue d'aronde", les faces obliques formant avec les prolongements de la petite base des entailles en V stadaptant parfaitement à une deuxième pièce servant de guide. Les faces de guidage sont l'une des faces obliques et les prolongements de la petite base.Le réglage est effectué une fois pour toutes en assurant un contact, sans contrainte, de ces faces contre le guide grâce à une petite pièce insérée dans un espace ménage w s , entre l'autre face oblique de la "queue d'aronde" et la face correspondante du guide. Les axes des faces obliques doivent donc être rigoureusement parallèles, pour permette le coulissement. En cas d'usure, il se crée un jeu entre les deux pièces et la précision du guidage est diminuée, Ltinvantion vise à remédier aux inconvénients cités en limitant au minimum les surfaces de glissement des deux pièces et en assurant un contact permanent de ces surfaces entre les deux pièces par création d'une force de pression exercée par un ressort.Les frottements lors du glis sement sont augmentés par rapport aux solutions connues, ce qui est sans importance pour le type d'application envisagée où il s'agit de positionner l'une des deux pièces par rapport à autre, les manipulations tétant donc pas fréquentes. Par ailleurs, l'usure supplémentaire qui pourrait résulter des frottements n'est pas gênante car tout jeu est rattrapé automatiquement. L'invention permet de réaliser facilement et à faible prix une assise coulissante simple, robuste, ne nécessitant pas de réglage et dont la précision soit toujours la même. En associant plusieurs assises selon 1 'inven- tion, on obtient des supports a positionnement réglable très prédis, stables et pouvant Aetre montés rapidement. L'assise coulissante selon:.l'invention comporte une pièce prismatique retenue dans un guide comportant des facettes planes de glissement parallèles à un axe de translation, caractérisé en ce que lesdites facettes de glissement sont deux facettes coplanaires et une troisième facette formant avec l'une des deux autres une entaille en V d'ouverture inférieure à 900, ladite pièce prismatique prenant appui sur les facettes de glissement par une portée en dièdre dont les faces s'adaptent au profil de l'entaille et par une portée simple, une autre face de ladite pièce étant soumise en permanence à au moins une rorce de maintien exercée par un poussoir à ressort, afin d'empêcher que les pcrtées ne s'écartent des facettes de glissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattron' au moyen de la description ci-après et des figures annexées où - la figure 1 représente un mode de réalisation d'une assise coulissante selon l'invention, - la figure 2 représente un exemple d'assemblage de trois assises formant un support à positionnnement réglable, - la figure 3 représente une application du support de la figure 2. La figure 1 représente deux vues d'un mode de réalisation d'assise ctiulissante selon l'invention. En (a) on a une coupe dans un plan perpendiculaire au plan de translation et en (b) une vue de face dans le plan de translation, certains éléments étant vus en coupe. Le dispositif comprend un-guide forme d'un support en U 27, dont la base fournit deux portées de translation coplanaires 1 et 16., L'une des branches forme une glissière 3 permettant le guidage d'une partie 4 mobile par rapport au guide en forme de prisme, à bases trapézoIdales et comportant deux faces obliques 2 et 17.La face 2 et la grande base s'adaptent parfaitement au profil de l'entaille en V formée par la glissière 3 et la portée 16. L'autre face oblique, la face 17 est libre. Deux barres transversales 5 et 9 sont fixées rigidement au support Z7, par vissage par exemple. La barre 5 comporte un taraudage permettant d'y introduire une butée 6. Sur la figure, on a représenté une butée à bille, la bille 18 s 'appuyant contre une touche 19 solidaire du prisme 4, ce qui permet de commander son déplacement par rapport au support. La barre 9 comprend un logement destiné à recevoir l'extrémité d'un ressort 10, l'autre extrémité étant fixée dans un logement prévu dans le prisme 4. Ce ressort est en état de compression et exerce donc sur le prisme 4 dans l'axe de translation Z, une force qui s'oppose à l'action de la butée 6. -Une deuxième branche 21 du support 27 opposée à la glissière 3 comrrte au moins un trou dans lequel on intnduit un pousser 7 contenant un ressort 13 et un embout 12. Le ressort est en état de compression et produit une force de poussée sur la face 17 du prisme 4.Cette poussée F, qui est perpendiculaire au plan de la face 17, peut être décompose en une force f1 qui assure le contact de la face 2 sur la glissière 3 et une force f, qui assure le contact des facettes constituées par chaque extrémité de la grande base du prisme 4 sur les portées 1 et 16 du support 27. Sur la figure, ces facettes sont en saillie par rapport au reste de la base du prisme, ce qui permet de réduire les frottements. Si l'on utilise un seul poussoir, celui-ci de préférence exercera sa poussée au milieu de la face 17. Il est préférable d'utiliser deux poussoirs 7 et 15, comme représentés sur la figure en (b), afin d'assurer une meilleure répartition de l'effort.Selon un mode de. réalisation préféré de l'inventi.on, les embouts ont une forme conique telle que le contact avec la face 17 s'effectue selon une génératrice du canez L'effort de poussée est ainsi encore mieux réparti. Ces poussoirs permettent d'éviter les réglages puisque, gracie au ressort, les contacts des faces 1, 2 et 16 sont toujours assurés, mzeme en cas d'usure des parties en frottement. Ces faces doivent être réalisées avec précision, de même que la glissière 3, mais ne nécessitent pas d'usinage particulier. De plus, il n'est pas nécessaire que le parallèlisme des arêtes des faces 2 et 17 soit rigoureux, une différence de plusieurs dizièmes de mm étant tolérable. L'état de surface de la face 17 importe peu. Il suffit qu'elle soit oblique de façon que la force F se décompose en deux forces f1 et f2 La butée à bille 6 peut être remplacée au gré de l'utilisateur par une butée micrométrique, dont la sensibilité est de ltordre du micron ou une butée différentielle, dont la sensibilité est de l'ordre du dixième de micron. Les faces du prisme qui sont parallèles à la translation sont libres et il est possible de menager une ouverture 14 dans le prisme 4 et dans la base du support 27 pour y faire passer par exemple un capable, un objectif, un faisceau lumineux, etc ... On peut aussi prévoir des trous tels que le trou 11, taraudés ou lisses, afin de fixer à l'assise d'autres éléments tels que, par exemple, une autre assise coulissante.Enfin, on a représenté dans la glissière 3 un trou 22 pouvant également servir à la fixation d'autres éléments. Les matériaux utilisés sont, de préférence pour le prisme 4 : du bronze microfloné, ctest-à-dire recouvert d'une pellicule de téflon, afin d'améliorer le glissement, pour la butée 6 : du bronze et pour les autres pièces : de l'acier demi-dur. Par ailleurs, il est facile de séparer le prisme 4 et le guide. Il suffit pour cela d'enlever les vis qui maifltiehnent::i'une des tarres transversales -5 et 9 au support 27. La figure 2 représente un assemblage de trois assises coulissantes 100, 200, 300 semblables à celle de la figure 1, formant un dispositif de translation à trois dimensions. En effet, le mode de fixation des trois assises est prévu de façon que leurs axes de translation respectifs Zlss Z2, Z3 soient perpendiculaires, les axes Z1 et Z2 étant dans le plan de la figure. Les éléments des dispositifs 100, 200, 300 qui sont visibles sur la figure sont les butées 61 et 63 des dispositifs 100 et 300 et les poussoirs 72 et 152 du dispositif 200. On a également représenté en pointillés les prismes 41, 42, 43 contenus respectivement dans les trois assises, l'emplacement des orifices 14-1 et 142 des dispositifs 100 et 200 et la butée 62 du dispositif 200.On utilise les trous taraudés ou lisses dont il a été question plus haut pour y introduire les vis de fixation. Ainsi, le prisme 41 possède quatre trous taraUdés et-le prisme 42 quatre trous lisses. Les plans de translation des deux prismes sont parallèles et les quatre trous du premier font face aux quatre trous du seconds ce qui permet de les fixer l'un à l'autre par quatre vis, dont une seule 20 est représentée. Pour le montage, on sépare le prisme 42 du guide associé, afin dtintroduflre les vis. Entre les assises 200 et 300, il a été nécéssaire dtintro- duire une pièce intermédiaire 400 en forme'de t. L'assise 300 comprend quatre trous lisses semblables au trou 11 de la figure 1.La pièce 400 possède deux trous taraudés faisant face à deux des trous de l'assise 300 et permettant d'introduire deux vis dont une seule,40, est représentée. Elle possède également deux trous lisses faisant face, d'une part aux deux autres trous de l'assise 300, d'autre part à deux trous taraudés de l'assise 200 semblables au trou 22 de la figure 1, ce qui permet d'introduire deux vis dont une seule, 30,est estreprésentée. Pour l'introduction de ces quatre vis, on sépare le prisme 43 du guide qui le retient. En prenant pour référence de position le guide de.i'assise 300, le fonctionnement de I1 assemblage est le suivant :En agissant sur la butée 63, on provoque le déplacement du prisme 43, donc des assises 200 et 100 dans une direction parallèle à Z3. En agissant sur la butée 62, on provoque le déplacement par rapport au guide de l'assise 200, donc à la référence, des primffl 41 et 42, donc de l'assise 100 dans une direction parallèle a Z2. En agissant sur la butée 61, on provoque le déplacement par rapport aux guides des assises 100 et 200, donc à la référence, des prismes 41 et 42 dans une direction parallèle à Z1. La figure 3 représente un exemple d'application d'un dispositif de translation à trois degrés dé liberté tel que celui de la figure 2. Dans cette application, il s'agit de régler avec précision le positionnement d'un objectif 600 dans un système optique dont tous les éléments sont solidaires d'un socle commun 500. L'assise 300 est fixée au socle par quatre vis, dont deux seulement sont visibles:31 et 32. On utilise des trous taraudés perçés dans le support de l'assise 300. L'objectif 600 est rendu solidaire du prisme 41 et il peut etre rendu mobile dans trois directions parallèles à Z1, Z2, Z par rapport au socle.On peut ainsi le centrer par rapport à un faisceau lumineux 601 se propageant parallèlement à Z3 et traversant les assises 100 et 200 aux auxorifices 141 et 142 prévus dans les deux parties de ces assises. On peut:aussi régler la mise au point. Beaucoup d'autres applications de positionnement réglable sont possibles, notamment en optique où il est très important d'avoir des montages insensibles aux vibrations, et également dans dans tous les domaines nécessitant une grande stabillté, une grande finesse de déplacement et un assemblage rapide et simple. De nombreux types dtassemblage peuvent astre prévus à 1, 2 ou 3 degrés de liberté à partir de plusieurs assises semblables. Les modes de réalisation peuvent varier, notamment quant à la disposition des perçages, ltemplacement des poussoirs, la forme du prisme, les matériaux employés. REVENDICATIOPJS 1. Assise coulissante comportant une pièce priematique retenue dans un guide comportant des facettes planes de glissement parallèles à un axe de translation, caractérisée en ce que lesdites facettes de glissement sont deux facettes coplanaires et une troisième facette formant avec l'une des deux autres une entaille en V d'ouverture inférieure à 900, ladite pièce prismatique prenant appui sur lesdites facettes de glissement par une portée en dièdre dont les faces s'adaptent au profil de l'entaille et par une portée simple coplanaire d'une des faces du dièdre, une autre face de ladite pièce étant soumise en permanence à au moins une force de maintien exercée par un poussoir à ressort, afin d'empêcher que les portées ne s'écartent des facettes de glissement. 2. Assise coulissante selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pièce prismatique a une section trapézoîdale, les faces coplanaires étant du côté de la grande base. 3. Assise coulissante selon la revendication 2, caractérisée en ce que le poussoir comporte un ressort et un embouts ledit embout venant stappuyer contrela face opposée à l'autre face du dièdre, de façon à exercer une force parallèle aux bases de la pièce prismatique perpendiculaire à l'axe de translation. 4. Assise coulissante selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrémité de l'embout a une forme conique telle que son contact avec la pièce prismatique s'effectue selon une génératrice du cône 5. Assise coulissante selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que le ressort est contenu dans un logement situé dans une branche du guide. 6. Assise coulissante selon l'une des revendications i à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de déplacement de la pièce prismatique par rapport au guide comprenant une butée exerçant une poussée contre une des faces trapézoidales de la pièce prismatique parallèlement à l'axe de translation et un ressort en compression réagissant à ladite poussée sur l'autre face trapézoidale. 7. Assise coulissante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la pièce prismatique et le guide comportent des orifices destinés au passage d'éléments de part et d'autre de ladite assise. 8. Support à positionnement réglable permettant le déplacement d'un objet par rapport à une base de référence, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une assise coulissante selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Support à positionnement réglable selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs assises coulissantes, la pièce prismatique de l'une au moins d'entre elles étant rendue solidaire des autres, au moyen de vis.