Brevet FR2535416A1 — publié le 19840504

L'invention a pour objet un dispositif dont le rôle est de guider un organe allongé qui est mobile longitudinalement à l'intérieur d'un autre organe allongé tel qu'un fAt ou une colonne. On rencontre fréquemment dans des mécanismes automatiques, principalement dans les manipulateurs et dans les robots, la nécessité de déplacer l'un dans l'autre deux organes allongés qui sont assemblés télescopiquement. Quand un tel déplacement peut s'accompagner d'une orientation relative quelconque des deux organes, il est préférable d'utiliser des organes tubulaires cylindriques. Quand, au contraire, il est nécessaire d'empêcheur toute rotation relative entre les deux organes assemblés télescopiquement, il est courant d'utiliser des organes tubulaires dont le profil en section droite n'est pas un profil de révolution. A cet égard, la section carrée est souvent adoptée. Par exemple, dans de nombreux manipulateurs, un tube à section carrée contient un autre tube à section carrée plus petite et ce dernier est généralement déplacé par un vérin à l'intérieur du tube de plus grande section qui le contient et qui le guide en déplacement longitudinal sans permettre aucune rotation relative. Comme le déplacement de l'organe allongé intérieur doit être guidé avec précision, il est habituel de prévoir sur les quatre côtés des deux organes des faces de guidage qui doivent être usinées avec précision afin qu'elles soient parallèles deux à deux et orthogonales entre deux cotés adjacents. Bien entendu, on n'usine pas la totalité de la surface des quatre côtés des deux organes mais on se limite à des emplacements espacés dans le sens de la longueur.Même en procédant ainsi et en prévoyant des éléments de guidage comme des patins à billes fixés à chaque emplacement à des faces qui doivent être à la fois parallèles ou orthogonales, l'usinage de ces faces est difficile et coûteux parce qu'une distance précise identique à tous les emplacements de guidage doit séparer les faces usinées opposées. De plus, ce mode de guidage n'est pas favorable à un règlage facile ni à un rattrapage d'un dérangement quelconque si c est nécessaire au moment du montage ou ultérieurement. Le but principal de l'invention est d'apporter un dispositif de guidage en déplacement longitudinal sans rotation relative d'un organe allongé à l'intérieur d'un autre organe allonge, qui nécessite considérablement moins d'usinage de précision que le mode de guidage classique, qui permet un règlage facile au moment du montage et à tout moment, ultérieurement, du jeu de fonctionnement désiré entre les deux organes. Sur un premier organe allongé à section droite à profil qui n' est pas de révolution, contenant un second organe allongé déplaçable longitudinalement et guidé pen dant son déplacement à l'intérieur du premier organe, il est prévu sur ce premier organe des faces de guidage espacées en sens longitudinal où sont montés sur des côtés opposés des patins de guidage. Selon l'invention, à chaque emplacement de guidage, sur deux côtés adjacents du premier organe allongé, deux faces sont usinées pour se trouver de préférence dans des plans faisant un angle géométrique précis, généralement de 900- ; à chacune de ces faces est fixé un patin de guidage. Sur chacun des côtés opposés est monté respectivement un patin de guidage antagoniste qui est règlable en position par rapport au second organe allongé. De préférence on monte chacun de ces patins règlables à l'aide de vis à effets opposés de poussée et de tirage. De cette façon, on peut donner à ces patins la position qui assure un guidage convenable du second organe allongé en coopération avec les patins de guidage fixes des côtés opposés sans avoir à usiner des faces espacées d'une distance rigoureusement précise. Les patins de guidage fixes et les patins de guidage règlables en position peuvent être directement opposés deux à deux. Cette disposition n'est pas obligatoire. Avec des organes allongés à section droite carrée, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un premier côté de l'organe allongé fixe est pourvu au moins à un emplacement de guidage, d'un patin de guidage fixe auquel est directement opposé sur le côté opposé un patin de guidage règlable en position, tandis qu'un second côté adjacent au premier côté est pourvu de deux patins de règlage fixes espacés et que le côté opposé à ce second côté est pourvu d'un unique patin de guidage règlable en position qui est disposé en regard de l'intervalle qui sépare les deux patins fixes opposés. Quand le second organe allongé est déplacé à l'intérieur du premier organe allongé, il ne suffit pas de le guider correctement pendant son mouvement, il faut aussi limiter sa course en des points déterminés. On emploie généralement à cette fin un amortisseur de fin de course, un détecteur de fin de course et une butée positive d'arrêt. Ces trois éléments de fin de course sont, de-manière classique, installés individuellement et sont règlés chacun à la position qui convient. L'invention a encore pour but secondaire de perfectionner et de simplifier ce mode de réalisation. Selon l'invention, sur l'organe fixe de guidage est monté règlable en position un corps qui porte en même temps au moins deux de ces trois éléments de fin de course et qui, de préférence, porte simultanément un amortisseur, un détecteur de fin de course et une butée positive d'arrêt. Ces éléments ont sur le corps qui les porte des positions fixes déterminées en fonction de leur rôle. Quand il est nécessaire de modifier la longueur de la course de l'élément mobile, il suffit de modifier uniquement la position du corps sans se préoccuper du règlage individuel des trois éléments de fin de course. Pour bien faire comprendre l'invention et en faire apprécier les avantages, on donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif de guidage et d'arrêt selon l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe par un plan longitudinal des deux organes allongés guidés l'un dans l'autre conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle selon II-II-de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon III-III de la figure 2. La figure 1 montre un fût télescopique qui supporte un bras de manipulation (non représenté) devant être placé à diverses hauteurs différentes. Le fût comprend donc un premier organe allongé creux 1, de préférence à section droite carrée, fixe, dans lequel est contenu et guidé longitudinalement un second organe allongé creux 2, également à section droite carrée. Un vérin 3 est fixé par une extrémité à un fond 4qui ferme le premier organe allongé 1 et par son extrémité opposée à un fond 5 qui ferme le second organe allongé 2. Le vérin 3, ou tout autre moyen de déplacement, pourrait être attelé autrement entre les deux organes allongés 1, 2 Le guidage du second organe intérieur 2 par le premier organe extérieur 1 se fait en plusieurs emplacements, indiqués par la référence 6 sur la figure 1, qui sont espacés en sens longitudinal. On se reportera maintenant à la figure 2 qui montre en détail un emplacement de guidage 6. Sur un premier côté 1Ass une face 7 a été usinée avec précision dans l'épaisseur de la paroi du premier organe allongé tubulaire 1. Dans cette face est pratiquée une ouverture 8 dans laquelle est introduit un patin 9 à circulation de billes disponible dans le commerce. Ce patin 9 est fixe ; il est solidement attaché par des vis 9A (figure 1) à une plaque de montage 10 qui est elle-même fermement appliquée par des vis 1OA directement contre la face usinée 7. Sur le deuxième côté 1B adjacent au premier côté 1A sont usinées avec précision deux faces 11, 12 qui sont orthogonales à la face 7. Dans ces faces 11, 12 sont également pratiquées des ouvertures 8 pour le montage de patins à billes 9 qui sont également à position fixe et qui sont immobilisés grâce à des plaques de montage 10 appliquées directement contre les faces l1, 12. Sur ce côté lB, les deux patins à billes 9 sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie de l'organe allongé 1. Sur le troisième côté 1C et sur le quatrième côté 1D sont montés des patins 13 réglables en position.A cet effet des faces 14, 15 respectivement sont usinées dans l'épaisseur de la paroi et des ouvertures 16, 17 y sont ménagées dans ces faces, mais on ne s'efforce pas de donner à ces faces 14, .15 pendant l'usinage un écartement rigoureusement determiné par rapport aux faces 7 et 10, 11 des côtés opposés. Le parallélisme longitudinal des faces suffit sans qu'une cote très précise d'écartement soit à respecter. La face usinée 14 est directement à l'opposé de la face usinée 7 tandis que la face usinée 15 se trouve placée sur le plan de symétrie qui passe entre les faces usinées 11, 12 ; autrement dit, la face usinée 15 se trouve directement en regard de l'intervalle qui sépare les faces 11, 12 du côté opposé. Sur les côtés 1C et 1D, une plaque de montage 18 est fixée par des vis directement contre chaque face 14, 15, mais cette plaque 18 diffère des plaques 10 parce qu'elle est accompagnée d'une plaque de réglage 19 qu'elle porte devant elle avec un jeu d'1 mm environ au moyen de vis 20 Celles-ci sont vissées dans cette plaque 19 et sont contenues dans une vis extérieure 21 qui est elle-même vissée dans la plaque de montage 18. Chaque plaque 19 est incluse dans l'ouverture 16, 17-correspondante et chaque patin à billes 13 est fixe par des vis 22 à la plaque de réglage 19. Sur chaque plaque de montage 18 il existe au moins deux couples de vis 20-21 qui permettent de régler, en tirant ou en poussant, la position exacte des patins à billes 13 des côtés 1C, îD, par rapport aux côtés opposés et par rapport aux patins à billes 9 antagonistes de ces côtés 1A, 1B. Bien entendu tout autre moyen équivalent de réglage en position pourrait être adopté en remplacement des couples de vis 20-21 En regard de chaque patin à billes 9 ou 13, le côté correspondant du second organe allongé 2 est usiné sur toute sa longueur pour présenter une face usinée 23 contre laquelle est fixée une règle 24 qui sert de piste au patin à billes correspondant.Ici aussi, grâce à l'invention, il n'est pas nécessaire d'observer une distance rigoureusement précise entre les faces usinées 23 opposées puisque le réglage en position des patins à billes 13 permet de compenser toute différence éventuelle. S'il est préférable d'imposer un angle précis aux faces usinées 7, 11, 12 de deux côtés adjacents, on notera que l'invention permet de s'affranchir aussi de cette condition lorsque des patins de guidage réglables en position sont montés sur tous les côtés sauf un de l'organe allongé 1. Dans ce cas, on peut même laisser brutes les faces 1A à 1D de l'organe allongé qui reçoit les patins réglables en position. En définitive, seul le parallélisme des faces opposées de l'organe allongé dépourvu des patins est à observer. A l'intérieur du second organe allongé 2, entre celui-ci et le vérin 3, sont montées à travers le fond 4 du premier organe allongé 1, deux tiges parallèles 25, 26 qui s'étendent sur toute la course du second organe allongé mobile 2. Ces tiges 25, 26 traversent la plaque 4 (figure 3) dans laquelle elles sont guides en rotation et elles se terminent en dehors du premier organe allongé 1, au-delà du fond 4 par une extrémité de manoeuvre 27, 28. Un coulisseau 29 est monté déplaçable le long des deux tiges 25, 26 à chacune des parties extrêmes opposées de ces dernières. A chacune de ces parties extrêmes, l'une seulement des deux tiges (la tige 26 sur la figure 3) est filetée en 30 et c'est l'autre tige qui est filetée à l'autre partie extrèeme. Chaque coulisseau 29 est coulissant sur la tige non filetée et engagé avec le filetage 30 de la tige filetée. Ainsi la rotation par son extrémité de manoeuvre 27, 28 de l'une ou de l'autre des tiges 25, 26 permet de déplacer l'un ou l'autre des coulisseaux 29 situé respectivement à une extrémité et à l'autre de la course du second organe allongé 2. Chaque coulis seau a un corps creux 31 qui contientun amortisseur de fin de course 32, disponible dans le commerce, qui se termine par une butée positive d'arrêt 33 et qui porte latéralement un détecteur de fin de course 34, par exemple un détecteur de proximité inductif ou capacitif également disponible dans le commerce. Sur la figure 3, le fond 5 du second organe mobile 2 est représenté à sa position basse, arrêté par la butée d'arrêt 33. L'élément mobile de l'amortisseur 32 est repoussé par le fond 5. Cet élément mobile est représenté en trait mixte à sa position de repos , en avant de la butée positive 33 quand il n'est pas repoussé par le fond 5. Le détecteur 34 est représenté en trait interrompu sur cette même figure. Quand on veut modifier on ajuster la fin de la course du second organe allongé 2, il suffit d'agir sur l'une ou sur l'autre des tiges 25., 26. On règle à la fois la position des trois éléments de fin de course (l'amortisseur 32, la butée 33, le détecteur 34) qui conservent toujours leurs positions relatives correctes. On notera que le corps 31 muni des trois eléments de fin de course 32, 33, 34 est utilisable pour règler la course de tout autre organe mobile à condition qulil soit monté règlable en position-. REVENDICATIONS 1. Dispositif de guidage en déplacement longitudinal à l'intérieur d'un premier organe allongé (1) d'un second organe allongé (2), ces organes ayant des sections droites à profil non de révolution, au moyen de patins de guidage (9, 13) disposés à des emplacements de guidage (6), caractérisé en ce que, à chaque emplacement de guidage (6) au moins un patin de guidage (13) est monté réglable en position sur le premier organe allongé (1) par rapport au second organe allongé (2). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un patin de guidage (13) réglable en position est monté au moins sur chacune des faces moins une, à chaque emplacement de guidage (6) du premier organe allongé (1). 3. Dispositif de guidage en déplacement longitudinal à l'intérieur d'un premier organe allongé (1), d'un second organe allongé (2), ces organes ayant des sections droites à profil non de révolution, au moyen de patins de guidage (9, 13) disposés à des emplacements de guidage (6) espacés en sens longitudinal où sont prévues sur le premier organe allongé (1) des faces usinées (7, 11, 12),caractérisé en ce que sur deux côtés adjacents (1A, 1B) de ce premier organe (1) sont usinées des faces (7, 11, 12) faisant entre elles un angle géométrique précis pour le montage des patins de guidage (9) à position fixe, tandis que sur les côtés opposés (1C, 1D) sont montés des patins de guidage (13) réglables en position par rapport au second organe allongé(2). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux organes allongés (1, 2) sont à profil carré en section droite avec des patins de guidage (9) à position fixe montés sur deux côtés adjacents et des patins de guidage (13) réglables en position montés respectivement sur les côtés opposés de l'organe allongé fixe (1). 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les deux organes allongés (1, 2) sont à profil. carré en section droite avec un patin de guidage (9)à position fixe sur un premier côté (lA), deux patins de guidage (9) espacés à position fixe sur un deuxième côté (1B), un patin de guidage (13) règlable en position sur un troisième côté (1C) directement opposé au patin de guidage t9) du premier côté (lA), un patin de guidage (13) règlable en position disposé sur le quatrième côté (1D) en face de l'intervalle séparant les patins de guidage (9) du deuxième côté (1B). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les patins de guidage (13) règlables en position sont montés au moyens de vis (20, 21) à effets opposés de tirage et de poussée. 7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le second organe allongé (2) à l'intérieur du premier organe allongé (1) a une course limitée par des éléments de fin de course comprenant un détecteur (34), une butée positive (33) un amortisseur (32), caractérisé en ce que deux au moins de ces trois éléments de fin de course sont réunis sur un corps unique (31) règlable en position. 8. Dispositif selon la revendication-7, caractérisé en ce que les trois éléments de fin de course (32, 33g 341 sont réunis sur le corps unique (31). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7, 8, caractérisé en ce que le corps unique (31) fait partie d'un coulisseau (29) monté sur au moins une tige (25 ou 26) disposée parallelement au second corps allongé (2) à lJint6- rieur du premier corps allongé (1), cette tige ayant une partie filetée (30) engagée avec le coulisseau (29) et une extrémité de manoeuvre (28) accessible à l'extérieur du premier organe allongé (1). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il existe deux tiges parallèles (25,26) ayant deux parties filetées repsectivement opposées tandis que deux coulisseaux (29) sont montés déplaçables de long de ces deux tiges, chacun d'eaux étant engagé avec la partie filetée (30) du l'une de ces tiges (25,26).