Brevet FR2488353A1 — publié le 19820212

Les applications des patins hydrostatiques sont nom- breuses et connues, dans la réalisation, notamment, de glissières rectilignes ou circulaires de machines-outils, et permettent l'ob- tention de grandes précision et régularité des déplacements rela- tifs de deux corps, et, une réduction très importante des forces de frottement, ce qui est un avantage certain lorsque les charges, que supportent. ces glissières,sont grandes. Les patins hydrostatiques sont alimentés en un fluide sous pression huiles spéciales ou gaz comprimé- qui permet de constituer un film fluide épais entre les faces opposées des glis- sières, supprimant l'influence dans le guidage, des irrégulari- tés de surfaces de ces deux faces. Le seul poids de la pièce supérieure ne permet pas toujours de constituer une charge permanente suffisante pour réu- nir les conditions de bon fonctionnement des patins hydrostatiques. Ainsi, est révélé le besoin de pouvoir réaliser une charge régla- ble et/ou contrôlable desdits patins. L'invention permet d'obtenir ce résultat, en ayant donc pour objet un dispositif hydrostatique de support disposé entre deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, comprenant au moins un patin hydrostatique. Un aimant au moins est monté sur un premier desdits éléments, en regard du deuxième de ces éléments, de manière que ce deuxième élément soit traversé par les lignes des forces ma- gnétiques d'attraction du deuxième élément vers le premier élément. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre préférentiellement adoptées: - un aimant est associé à chaque patin hydrostatique et est monté sensiblement symétriquement par rapport à un plan médian de ce patin hydrostatique, perpendiculaire à la direction du déplacement relatif des deux éléments; - l'aimant comporte une armature en 'U, dont les extré- mités des deux branches débouchent dans la poche de pression du patin hydrostatique, en étant légèrement en retrait, à l'inté- rieur de cette poche, de la ligne joignant les bords opposés de la lisière délimitant ladi.Le poche; - chaque aimant est un électroaimant dont la bobine est raccordée à un dispositif de réglage de l'intensité du cou- rant électrique d'aimantation; - le dispositif hydrostatique comporte, en outre, un circuit de démagnétisation associé à chaque aimant et constitué par un électroaimant alimenté en courant alternatif; - les pôles de l'électroaimant de démagnétisation s'étendent au-delà de chaque patin hydrostatique et sont disposés en retrait par rapport à la face active de ce patin. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristi- ques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la descik)tion d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupeperpendiculaire au plan de déplacement relatif, d'un dispositif conforme à l'invention - la figure 2 est une vue suivant II-II de la figure 1; et, - les figures 3 et 4 sont des coupes, analogues à cel- les des figures 1 et 2, d'une variante de réalisation d'un disposi- tif conforme à l'invention. Selon la réalisation des figures 1 et 2, deux éléments 1 et 2 sont montés mobiles, l'un par rapport à l'autre, en étant susceptibles de glissements relatifs, parallèlement à la direction D. L'élément 1 constitue, par exemple, le chariot mobile d'une machine-outil, l'élément 2 constituant le support de ce chariot. Plusieurs patins hydrostatiques sont interposés entre les éléments 1 et 2, l'un d'eux étant représenté et étant consti- tué par: - le corps 3 du patin, fixe par rapport à l'élément 2, - une cavité 4, qui est ménagée dans le corps 3 et dé- bouche dans la face 5 de ce corps, qui est parallèle a une face 6- de l'élément 1 et qui, en outre, affleure la face 7 de l'élément 2 parallèle à cette face 6, les faces 5, 6 et 7 étant en outre paral- lèles à la direction D, - l'armature 8 d'un électroaimant, conformée en un U. dont les tranches 9 des extrémités des branches 10 sont parallèles à la face 5 du corps 3, et légèrement en retrait du plan 11 recou- vrant la cavité 4 et passant par cette face 5, ces branches 10 dé- bouchant en outre dans la cavité 4, - l'enroulement 12 de l'électroaimant muni de ses bor- nes 13 de raccordement, - un conduit de fluide à plusieurs tronçons 14a, 14b, 14c, qui débouche dans la cavité 4, - une restriction 15, qui est disposée sur le tronçon 14b, qui débouche dans la cavité 4, avant cette cavité, - une pompe 16, - un distributeur 17 à deux positions, - un conduit 18 reliant le distributeur 17 au tronçon 14a, - le conduit d'aspiration 19 de la pompe 16, reliant ladite pompe à un réservoir 20 de fluide, - le conduit de refoulement 21 de la pompe 16, reliant cette pompe au distributeur 17, - un conduit 22, reliant le distributeur 17 au réser- voir 20, - un conduit 23, reliant le conduit de refoulement 21 au réservoir 20, et, - un clapet taré de décharge 24, disposé sur ledit con- duit 23, Les tronçons 14a, 14b et 14c sont ménagés - le tronçon 14a dans l'élément 2, - le tronçon 14b, en deux parties séparées par l'une des branches 10 de l'électroaimant, dans le corps 3 du patin, - le tronçon 14c, dans ladite branche 10 de l'électro- aimant, afin de relier les deux parties du tronçon 14b. Les deux positions du distributeur 17 correspondent - la première position, à la mise en communication des conduits 21 et 18, et, à l'obturation du conduit 22; et, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 18, 21 et 22. Il est bon de noter la symétrie qui existe par rapport au plan P perpendiculaire à la direction D: les branches 10 de l'électroaimant sont disposées symétriquement, par rapport à ce plan, et, de part et d'autre dudit plan, cependant que le corps 3 du patin, et, la cavité 4 qu'il comporte, sont cylindriques, circulaires, le plan P en constituant un plan diamétral passant en outre par l'axe de la restriction 15. - Naturellement, un jeu J existe entre les faces 5 et 7 d'une part, et, la face 6, d'autre part, un film fluide traversant ce jeu e t s'écoulant de la cavité 4 vers l'extérieur de cette ca- vité, faisant par exemple retour au réservoir 20 par un conduit de retour 26. Les bornes 13 de l'électroaimant sont raccordées à un dispositif 27 de réglage de l'intensité du courant d'aimanta- tion. Ce réglage peut être manuel, mais peut également être auto- matique et constituer un véritable asservissement en position des éléments 1 et 2, l'un par rapport à l'autre, comprenant notamment un capteur de position 28 de ces deux éléments, un pont de mesure 29 raccordé (35) à ce capteur 28, et émettant un signal 30, un dis- positif de régulation 31, qui reçoit le signal 30 et un signal de consigne 32, et, qui par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance électrique 33 est raccordé aux bornes 13. Une source d'énergie électrique 34 alimente la totalité des organes du dispo- sitif de réglage 27. Avec les dispositions constructives qui ont été décri- tes, on comprend bien qu'en outre, il est nécessaire que l'élément 1 soit réalisé en un matériau magnétique, ou magnétisable, afin de permettre aux lignes de force F de l'électroaimant de traverser ledit élément et d'y développer une force d'attraction vers l'élé- ment 2. Lorsque le distributeur- 17 est placé dans sa première position, le patin hydrostatique assure la fonction de guidage et de support qui est la sienne. Si en outre, l'électroaimant est alimenté en énergie électrique, uneforc d'attraction de l'élément 1 vers l'élément 2 est développée, ce qui a pour résultat de -limi- ter la valeur maximale du jeu J et d'optimiser le fonctionnement du patin hydrostatique, tant en ce qui concerne la précision du guida- ge, qu'en ce qui concerne les conditions régissant l'établissement du film fluide dans le jeu J. Quand un dispositif de réglage 27 est prévu, il est apte à réguler la valeur de l'intensité du courant d'aimantation, permettant alors l'obtention d'une sensible constance de la valeur du jeu J. Parfois, l'absence de variations importantes de la char- ge agissant sur l'élément 1 rend inutile la régulation. Dans ce cas, un simple aimant permanent suffit à la place de l'électroai- mant représenté. Les figures 3 et 4 représentent précisément une varian- te de réalisation dans laquelle l'électroaimant principal précédem- ment décrit est remplacé par un aimant principal simple, permanent, en U à deux branches IQa. Dans cette variante, on note, par contre, qu'un électroaimant, dit secondaire, de grandes dimensions a ses pales 36 qui encadrent le corps 3 du patin. La largeur maximale L des branches 37 de cet électroaimant est supérieure à la largeur maximale 1 du patin. Par ailleurs, les faces 38 des p6les 36 sont en retrait R par rapport à la face 5 du patin hydrostatique, ména- geant, de ce fait entre elles et la face 6 de l'élément 1, un jeu K notablement supérieur au jeu J. Cet électroaimant secondaire a les bornes 39 de sa bobine 40 reliées à une source de courant al- ternatif 41. Le fonctionnement obtenu avec cette variante est ana- logue à celui déjà décrit relatif à la variante des figures 1 et 2, avec en outre l'avantage correspondant à la présence de l'élec- troaimant secondaire (37-40). Celui-ci a une fonction de démagnéti- sation de la matière délimitant la face 6 de l'élément 1, et rem- plit sa fonction grâce à la caractéristique alternative de son courant d'alimentation. Ainsi, les copeaux métalliques résultant de l'usinage par la machine-outil comportant une telle glissière ne risquent plus d'adhérer en permanence à la face 6 de l'élément 1, ce qui supprime un inconvénient important, qu'aurait sans cela, dans certaines applications, le patin mixte hydro-magnétique con- forme à l'invention. L'invention n'est pas limitée à la réalisation reprg- sentée, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pour- raient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif hydrostatique de support disposé entre deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, comprenant au moins un patin hydrostatique, caractérisé en ce qu'en outre, un aimant au moins est monté sur un premier desdits éléments, en regard du deuxième de ces éléments, de manière7que ce deuxième élément soit traversé par les lignes des forces magnétiques d'attraction du deuxième élément vers le premier élément. 2. Dispositif hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un aimant est associé à chaque patin hydro- statique et est monté sensiblement symétriquement par rapport à un plan médian de ce patin hydrostatique, perpendiculaire à la direc- tion du déplacement relatif des deux éléments. 3. Dispositif hydrostatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aimant comporte une armature en.U, dont les extrémités des deux branches débouchent dans la poche de pres- sion du patin hydrostatique en étant légèrement en retrait, à l'intérieur de cette poche, de la ligne joignant les bords oppo- sés de la lisière délimitant ladite poche. 4. Dispositif hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque aimant est un électroaimant dont la bobine est raccordée à un dispositif de réglage de l'intensité du courant électrique d'aimantation. 5. Dispositif hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de démagnétisation associé à chaque aimant et constitué par un électroaimant alimenté en courant alternatif. 6. Dispositif hydrostatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pales de l'électroaimant de démagnétisa- tion s'étendent au-delà de chaque patin hydrostatique et sont disposés en retrait par rapport à la face active de ce patin. -il