Brevet FR2503008A1 — publié le 19821008

DISPOSITIF DE BUTEE POUR MAC#INES-OUTILS La présente invention concerne un dispositif de butée, en particulier pour machines-outils, comportant essentiellement un chariot à entrains ment linéaire parallèle à son axe de déplacement principal, et mobile relativement à un axe de positionnement pourvu d'au moins deux butées définissant la position initiale et la course, et par rapport à un segment de came de commande pour le contrôle de position, ainsi qu'un dispositif de commande équipé des commutateurs et des organes de réglage appropriés qui coopèrent avec le mécanisme d'entraînement pour commander les positions intermédiaires. De tels systèmes de butée sont connus sous différentes formes de réalisations, notamment par le prospectus relatif aux systèmes de butée de la société Robitron AG, CH-8222 Beringen/Schaffhausen. Tous ces dispositifs connus comportent des butées fixes définissant, avec des tolérances faibles, les positions extrêmes, tandis que les positions intermédiaires sont habituellement commandées grossièrement par un dispositif à came électronique. Le réglage précis des positions intermédiaires peut être obtenu par un dispositif tel que décrit dans le brevet allemand no 27 17 567, dans lequel un verrou commandé est amené en butée avec un écrou d'arrêt monté sur un axe fileté.Ce dispositif d'arrêt permet d'obtenir une bonne précision du positionnement, et un repositionnement précis ne peut être obtenu que si le chariot est toujours amené du même côté En outre, l'axe de positionnement est pourvu, à ses deux extrémités, de dispositifs amortisseurs hydrauliques, permettant d'amortir le choc brutal des moyens de positionnement lorsqu'ils arrivent en butée. Ces dispositifs amortisseurs ont l'inconvénient de présenter des caractéristiques variables dans le temps et en fonction de la température, ce qui impose une commande temporisée pour garantir l'efficacité du système entre les différentes phases de freinage. En outre, dans ce système, la partie hydraulique n'est pas indépendante du temps d'amortissement. La présente invention se propose de réaliser un système de butée permettant, par des moyens simples, de disposer de positions intermédiaires entre les positions extrêmes, positions intermédiaires pouvant être atteintes des deux côtés. Dans ce but, on doit pouvoir positionner aisément et avec précision ces positions intermédiaires, ceci par l'utilisation d'un nombre réduit d'éléments constructifs. En outre, on souhaite pouvoir obtenir une approche de ces positions prédéterminées sans recours à des amortisseurs hydrauliques et sans être obligé de recourir à un système de commande complexe pour réaliser le positionnement.Ces objectifs sont atteints par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce que a) le chariot mobile comporte à la fois un commutateur qui coopère avec le mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire du segment de came de commande pour effectuer le contrôle et l'ajustage grossier des positions intermédiaires, ainsi qu'une unité d'indexage comportant un boulon d'indexage indépendant du mécanisme d'entraînement qui effectue l'ajustage mécanique et le verrouillage en position par l'intermédiaire de l'axe de positionnement, respectivement par l'intermédiaire d'au moins un écrou d'indexage monté sur cet axe et pouvant être fixé dans n'importe quelle position entre les butées, b) l'unité d'indexage peut être amenée en appui contre les butées dans les deux directions de déplacement et traversée par un nombre quelconque d'écrous d'indexage, c) et en ce que l'unité d'indexage comporte un boulon d'indexage logé dans un boîtier d'indexage transversalement par rapport à l'axe de positionnement, respectivement par rapport à l'écrou d'indexage,qui, lors de la mise en route du mécanisme d'entraînement, est retiré de l'alésage transversal, des écrous d'indexage, respectivement des butées, mais qui, lorsque la position intermédiaire est atteinte, ainsi que lorsque le mécanisme d'entraînement est déclenché, peut être poussé dans un évidement de centrage de l'écrou d'indexage correspondant par l'intermédiaire d'un piston d'indexage, indépendamment du mécanisme d'entraine- ment. Le système de butée selon l'invention comporte, d'une manière connue, un chariot à entraînement linéaire, mobile parallèlement à son axe de déplacement principal par rapport à un axe de positionnement entre deux butées d'extrémité et entre un segment de came, et comporte des commutateurs et organes de réglage appropriés, de telle manière que l'ajustage grossier et le contrôle de la position du chariot se fait par l'intermé diaire du segment de came de commande au moyen d'un commutateur qui coopère avec le mécanisme d'entraînement, et que l'ajustage fin et le verrouillage en position s'effectue par l'intermédiaire d'un écrou d'indexage pouvant être positionné à n'importe quel endroit entre les butées d'extrémités, cet écrou étant fixé au moyen d'un boulon d'indexage indépendant du mécanisme d'entraînement, et coopérant avec une unité d'indexage.Par ce moyen, on obtient un positionnement grossier au moyen du commutateur et du segment de came lors du déclenchement du mécanisme d'entraînement, positionnement approximatif qui est ensuite ajusté de manière précise grâce à la coopération de l'écrou d'indexage monté sur l'axe de positionnement et du boulon d'indexage d'une unité de repérage. De cette manière, les butées de l'unité d'indexage peuvent être atteintes des deux cOtés et peuvent être traversées par un nombre quelconque d'écrous d'indexage .En pratique, ceci permet d'utiliser un seul écrou d'indexage pour définir deux positions (correspondant respectivement à une approche par la gauche et par la droite), ce qui permet de disposer d'un grand nombre d'écrous d'indexage. Par ailleurs, l'unité d'indexage comporte un boulon d'indexage monté dans le boîtier d'indexage, transversalement par rapport à l'écrou d'indexage et mobile avec lui qui, lorsque le mécanisme d'entrainernent est enclenché, est retiré de l'alésage transversal des écrous d'indexage, respectivement des butées, mais qui pénètre dans un évidement de centrage de l'écrou d'indexage correspondant, lorsque la position intermédiaire est atteinte ou lorsque le mécanisme d'entraînement est déclenché. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'axe de positionnement constitue une partie d'une unité de guidage comportant deux plaques d'extrémités parallèles, deux tiges de guidage parallèles entre elles et parallèles à l'axe de positionnement monté entre les plaques d'extrémités parallèles, tandis que le chariot est équipé d'un vérin fixé au travers d'une articulation, de telle manière que la tige de piston du vérin est articulée sur l'une des plaques d'extrémités, le chariot étant coulissant sur les tiges de guidage et l'évidement de centrage étant constitué par une gorge ménagée le long de la périphérie d'un écrou de centrage. La butée, qui coopère de façon connue avec l'écrou d'arrêt, constitue selon l'invention une unité d'indexage, dont le boulon d'indexage s'engage dans l'évidement en forme de gorge de l'écrou d'indexage. De cette manière, on parvient à rendre les butées, respectivement les écrous d'indexage, indépendantes de la direction de translation du chariot, de sorte que le boulon d'indexage, logé dans ladite gorge, définit une position précise et assure le verrouillage du chariot dans cette position. Selon un autre objet de la présente invention, l'unité d'indexage est constituée par un boîtier d'indexage solidaire du chariot, qui comporte un alésage cylindrique coaxial à l'axe fileté au travers duquel peuvent coulisser les écrous d'indexage, et un second alésage sensiblement perpendiculaire au premier alésage dans lequel est engagé le boulon d'indexage. Ce boulon d'indexage fait partie du piston d'un vérin à simple effet également monté sur le chariot et qui constitue, avec le boî- tier d'indexage, ladite unité d'indexage. A l'extrémité de la tige du piston, traversant le boîtier d'indexage et opposée au boulon d'indexage, sont montées deux cames, tandis que le boîtier d'indexage est équipé de deux commutateurs, de telle manière qu'à chaque came correspond un commutateur. Ces cames et ces commutateurs sont agencés de manière à contrôler les positions du boulon d'indexage dans ces positions avancée et reculée. De cette manière, pour assurer un réglage précis, les cames peuvent être coulissantes, tandis que les commutateurs sont fixes en position, ou les cames peuvent être fixes en position tandis que les commutateurs sont montés de façon coulissante. Selon l'invention, un segment de came, dont la longueur est sensiblement égale à celle de l'axe fileté, est fixé à l'unité de guidage parallèlement aux tiges de guidage, ce segment de came comportant des cames de commande dont la position correspond à celle des écrous de butée. Dans ce cas, le chariot porte une plaque de commutateur sur laquelle est monté un commutateur. Ce commutateur coopère avec les cames du segment de came pour réaliser une commutation électrique qui permet d'assurer le po sitionnement grossier. Les commutateurs de fin de course, qui sont par exemple des commutateurs à plusieurs positions ou tout autre commutateur approprié, sont activés de façon appropriée par les cames. Le dispositif de butée selon l'invention comporte l'avantage de permettre le positionnement précis, souple, sans recours à une quelconque installation d'amortissement hydraulique qui nécessite une commande temporisée supplémentaire. La précision est atteinte grâce au dispositif de guidage. Par ailleurs, la pa#rtie hydraulique peut être commandée indépendamment du temps d'amortissement, le positionnement grossier est obtenu par l'arrêt du mécanisme d'entraînement, tandis que l'ajustage précis s'effectue indépendamment au moyen du boulon d'indexage. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, qui illustre une forme de réalisation particulière du dispositif selon l'invention. Le dessin représente schématiquement une vue de dessus d'un dispositif de butée selon l'invention, comportant une unité linéaire 1 qui pourrait être utilisée pour un déplacement selon l'un quelconque des trois axes d'un système cartésien. L'unité de guidage 10 se compose de deux plaques d'extrémités 11 et 12, entre lesquelles sont montées deux tiges de guidage 13 et 14 et un axe fileté 15. Un segment de came 16 est fixé à l'une des extrémités des plaques d'extrémités 11 et 12, parallèlement aux éléments de guidage, et sur lequel peuvent coulisser les cames de commande 17. Un chariot 3 peut coulisser le long des tiges de guidage 13 et 14 grâce à un roulement 4 comportant des boites de roulements à billes ou similaires. Un vérin 5 est monté sur le chariot 3 au moyen d'une articulation 6 pour compenser le jeu.La tige du piston 7 du vérin 5 est articulée sur l'une des plaques d'extrémités 11 et fixée au moyen d'un boulon 18. A l'extrémité du chariot 3 orientée vers le segment de came 16, est montée une plaque de commutation 8, supportant un commutateur 9 qui coopère avec la came de commande 16. Le chariot 3 comporte par ailleurs une unité d'indexation se composant d'un boîtier d'indexage 21 , comprenant un alésage 35 traversé coaxialement par l'axe fileté 15, et disposé de tel le manière que des écrous d'indexage 22 puissent coulisser à travers l'alésage 35. Les écrous d'indexage 22 sont scellés au moyen d'un contre-écrou 24 et comportent une gorge périphérique 34. Des butées d'extrémités 25, assurées par des contre-écrous 26, sont montées respectivement aux deux extrémités de l'axe fileté 15. L'unité d'indexage 20 se compose par ailleurs d'un boulon d'indexage 23, qui constitue une partie d'un piston 33 d'un vérin à simple effet 32.Ce boulon d'indexage comporte un évidement en forme de V analogue au profil de la gorge 34 des écrous d'indexage 22. De cette manière, on assureunepénétration ferme du boulon d'indexage 23 dans la rainure et un positionnement précis. A l'extrémité de la tige de piston 31 du piston 33, sont montées deux cames de commande 29 et 30 qui coopèrent avec deux commutateurs 27, 28 solidaires du vérin 32. Les cames et les commutateurs sont positionnés en correspondance. Le réglage des positions d'indexage s'effectue comme suit Le boulon d'indexage 23 est amené dans sa position rétractée. Ensuite, le chariot 3 est amené dans la position souhaitée, et on tourne l'écrou d'indexage jusqu'à ce qu'il se trouve dans le prolongement de la face frontale du boulon d'indexage 21. A titre d'essai, on amène le boulon d'indexage 23 dans sa position antérieure et l'on effectue, le cas échéant, une correction fine de la position de l'écrou tourné de façon appropriée. Si cette position est atteinte avec la précision souhaitée, on fixe l'écrou d'indexage 22 au moyen du contre-écrou 24. L'unité de déplacement linéaire du système de butée selon l'invention travaille de la manière suivante La position d'indexage souhaitée est ajustée grossièrement par l'activation du vérin 5 au moyen du dispositif de commande à cames comportant le commutateur 8 et une came complémentaire 17. Le boulon d'indexage 23 se met en position, et simultanément la source d'énergie activant le vérin 5 est déclenchée, le boulon d'indexage 23, grâce à sa configuration conique et grâce au profil en V de la rainure de l'écrou d'indexage 22, corrige, de façon précise, la position du chariot. Pour les processus automatiques, on utilise les commutateurs 27 et 28 commandés par les cames 29 et 30. Une activation du vérin 5 s'effectue par l'enclenchement des commutateurs 27 et 28, à condition que le boulon d'indexage 23 se trouve dans sa position rétractée. La course du chariot 3 est définie par la position des butées d'extrémités 25. La face frontale du boîtier d'indexage 21 de l'unité d'indexage vient en appui contre la butée d'extrémité 25. Selon l'invention, l'axe fileté peut être solidaire de l'unité de guidage 10, comme le montre le dessin, ou solidaire du chariot 3, auquel cas l'unité d'indexage doit obligatoirement être fixée également sur l'unité de guidage. Si le dispositif d'entraînement linéaire doit être monté verticalement, les plaques d'extrémités 11 et 12 doivent être montées sur un support fixe, de telle manière que les tiges de guidage 13 et 14 soient verticales. Une unité linéaire horizontale -peut alors être montée transversalement par rapport à l'unité verticale. Le système de butée selon l'invention peut être utilisé de différentes manières et dans diverses conditions pour effectuer un positionnement précis de certains éléments. Ainsi, l'axe fileté peut être fixé séparément à un élément de guidage par l'intermédiaire de blocs de montage séparés (tels que par exemple le châssis d'une machine-outil), et coopérer avec le dispositif d'indexage d'un chariot (par exemple le chariot d'une machine-outil), tandis que le segment de came peut être monté dans le prolongement de l'axe et fixé au même élément de guidage. Revendications 1. Dispositif de butée, en particulier pour machines-outils, comportant essentiellement un chariot à entraînement linéaire parallèle à son axe de déplacement principal, et mobile relativement à un axe de positionnement pourvu d'au moins deux butées définissant la position initiale et la course, et par rapport à un segment de came de commande pour le contrôle de position, ainsi qu'un dispositif de commande équipé des commutateurs et des organes de réglage appropriés qui coopèrent avec le mécanisme d'entraînement pour commander les positions intermédiaires, caractérisé en ce que a) le chariot mobile (3) comporte à la fois un commutateur (9) qui coopère avec le mécanisme d'entraînement par l'intermédiaire du segment de came de commande (16) pour effectuer le contrôle et l'ajustage grossier des positions intermédiaires, ainsi qu'une unité d'indexage (20) comportant un boulon d'indexage (23) indépendant du mécanisme d'entraînement qui effectue l'ajustage mécanique et le verrouillage en position par l'intermédiaire de l'axe de positionnement (15), respectivement par l'intermédiaire d'au moins un écrou d'indexage (22) monté sur cet axe et pouvant être fixé dans n'importe quelle position entre les butées (25), b) l'unité d'indexage (20) peut être amenée en appui contre les butées (25) dans les deux directions de déplacement et traversée par un nombre quelconque d'écrous d'indexage (22), c) et en ce que l'unité d'indexage (20) comporte un boulon d'indexage (23) logé dans un boîtier d'indexage (21) transversalement par rapport à l'axe de positionnement (15), respectivement par rapport à l'écrou d'indexage (22) qui, lors de la mise en route du mécanisme d'entraine- ment, est retiré de l'alésage transversal (35), des écrous d'indexage (22), respectivement des butées (25), mais qui, lorsque la position intermédiaire est atteinte, ainsi que lorsque le mécanisme d'entraînement est déclenché, peut être poussé dans un évidement de centrage (34) de l'écrou d'indexage correspondant (22) par l'intermédiaire d'un piston d'indexage (22, 33), indépendamment du mécanisme d'entraînement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de positionnement (15) constitue une partie d'une unité de guidage (10), constituée de deux tiges de guidage (13, 14) montées entre deux plaques d'extrémités(ll, 12) parallèles entre elles et parallèles à l'axe de po sitionnement (15), en ce que le chariot (3) est équipé d'un vé rin (5) par l'intermédiaire d'une articulation (6) et pouvant coulisser sur les tiges de guidage (13, 14), la tige de piston (7) du vérin (5) étant fixée à l'une des plaques d'extrémités (11) par l'intermédiaire de ladite articulation, et en ce que l'évidement de centrage (34) est cons titué par une gorge ménagée à la périphérie de l'écrou d'indexage (22). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier d'indexage (21) est monté sur le chariot. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que le boulon d'indexage (23) constitue une partie du piston (33) d'un vérin (32) à simple effet, solidaire du chariot (3). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce qu'il comporte deux cames de commande (29, 30), dispo sées à l'opposé du boulon d'indexage (23) et montées à l'extrémité de la tige de piston (31) sortant du boîtier d'indexage (21), et en ce que le boîtier d'indexage (21) comporte deux commutateurs (27, 28), montés de telle manière que l'une des cames de commande (29, respectivement 30) opère en permanence sur l'un des commutateurs (27, respectivement 28). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca ractérisé en ce que le segment de came (16) est monté sur l'unité de guidage (10) parallèlement aux tiges de guidage (13, 14), ce segment ayant sensiblement la longueur de l'axe fileté (15), en ce que le seg ment de came (16) comporte des cames (17) dont la position est identi que à celle des butées (22, 25), et en ce qu'une plaque de commande (8) portant le commutateur (9) est montée sur le chariot (3).